WO2019046870A1 - Determination of the ranking of the perception intensity of stimuli from a test set of stimuli in a test person - Google Patents

Determination of the ranking of the perception intensity of stimuli from a test set of stimuli in a test person Download PDF

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WO2019046870A1
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stimuli
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Christoph GUGER
Günter EDLINGER
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Guger Christoph
Edlinger Guenter
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    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is therefore to provide a rapid and simple method which makes it possible to effectively determine the perceptual intensity of each individual stimulus from a group of stimuli in a subject and, based on this, to establish a ranking of the stimuli according to the perceptual intensity.
  • the invention solves this problem in a method for determining the ranking of the perception intensity of stimuli from a test amount of stimuli in a subject by means of a brain-computer interface with the features specified in the characterizing part of claim 1. It is provided that a reference set of stimuli is composed of at least one target stimulus and a predetermined number of comparison stimuli, wherein in a training phase
  • the respondent's response is determined by determining the subject's EEG measurement data produced by the stimulus or associated with that temporal, and assigning that EEG measurement data to the respective stimulus, wherein for each stimulus, at least one feature vector is created from the EEG measurement data of all EEG channels, and
  • test quantity of stimuli is applied to the subject, the test quantity comprising stimuli that are at least partially or entirely different from the stimuli of the reference quantity,
  • step b) wherein after application of each stimulus of the test set in the same manner as in step b) the EEG measurement data of the subject are determined and based on the EEG measurement data for each stimulus first a feature vector is created and f) wherein each of the distinguishing function on the feature vector of each individual stimulus of the test set is applied, and thus a first measure of the correspondence of each stimulus of the test set with the target stimulus of the reference set is determined, and
  • a particularly simple evaluation of the values obtained for the individual stimuli for the generation of a ranking is ensured if the stimulus of the Test set with the highest match with the target stimulus of the reference set corresponds to the stimulus with the highest perceived intensity.
  • An alternative to determining the measure value is provided by specifying the distance from a discriminating line or level of discrimination indicated by the discriminating function.
  • each stimulus from the test quantity is applied several times to the test person and that the mean value of the measurement values from all applications of each individual stimulus is used in determining the ranking of the perception intensity or Measured values from all applications of each stimulus are used.
  • a measure of the probability of delimiting the set of feature vectors the comparison stimuli of the set of feature vectors of the target stimulus is determined by the distinguishing function, in particular that when falling below a predetermined threshold probability or threshold accuracy of the delineation, the method is aborted.
  • feature vectors for the individual stimuli of the reference set are repeatedly created in the training phase, the feature vectors of each individual Stimulus of the reference set from all repetitions of a classification analysis are subjected, and a distinguishing function for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli of the set of feature vectors of the target stimulus is determined, and that after each repetition or each after a number of repetitions, the discriminating function is applied to the feature vector of each individual stimulus of the reference set and it is checked whether the obtained demarcation of the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus (Z) pre-admit NEN accuracy is sufficient.
  • a method for determining the ranking of the perception intensity of stimuli in a subject by means of a brain-computer interface is provided that
  • the individual stimuli from the test set are applied to the subject, b) wherein after the application of each stimulus from the test set the response of the subject is determined by the caused by the stimulus or temporally related EEG measurement data of the subject are determined with a predetermined number of EEG channels, and these EEG measurement data are assigned to the respective stimulus, wherein an evoked potential for each individual stimulus is determined as the mean value of the EEG measurement data from the predetermined number of EEG channels, and
  • the order of magnitude of the perception intensity of the stimuli of the test set is determined from a second measurement value, which is determined in particular according to the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data, wherein a higher amplitude indicates a higher perception intensity.
  • a particularly simple evaluation of the values obtained for the individual stimuli from the evoked potentials for establishing a ranking is ensured if the stimulus of the test set having the highest determined amplitude of the associated evoked potential corresponds to the stimulus having the highest perception intensity.
  • a particularly meaningful variant of a method for determining the order of perceived intensity of stimuli in a subject is to rank the intensity of perception of the stimuli from the test set by the area under the evoked potential curve, with a large area under the curve providing a high perceptual intensity indexed, and / or after the latency of the evoked potential, wherein a short latency indicates a high perceptual intensity, is determined.
  • a first dimension value and additionally a second dimension value are determined in the investigation phase for determining the ranking of the perception intensity of the stimuli from the test set
  • a common measured value is determined from the two determined dimensional values.
  • a reliable determination of the perceptual intensity of a stimulus is ensured by applying the individual stimuli from the reference set and / or the individual stimuli from the test set to the subject sequentially in time, with each individual stimulus from the reference set and / or to each individual stimulus the test quantity follows an application-free period.
  • the EEG measurement data which can only be attributed to the respective stimulus, is intended to be distinguished within a fixed temporal reference interval before the application of each stimulus a voltage offset value is determined from the reference quantity and / or before the application of each stimulus, and the voltage offset value is subtracted from the EEG measurement data associated with the respective stimulus from the reference quantity and / or from the test quantity associated with the respective stimulus.
  • a good comparability of the perceptual intensity of the individual stimuli is advantageously ensured by specifying an application duration for each individual stimulus from the reference quantity and / or for each individual stimulus from the test set, in particular that an equally long application duration is specified for all stimuli, and / or that a number of repetitions for each individual stimulus from the reference amount and / or for each individual stimulus from the test set is given, in particular that all stimuli are repeated with the same number of repetitions, and / or that the duration of the application-free period after given to each individual stimulus from the reference set and / or after each individual stimulus from the test set, in particular, that for all / before all stimuli an equal duration of the application-free period is specified.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention for establishing a ranking of the perception intensity of different types of stimuli Impressions provides that the stimuli from the reference set and the stimuli from the test set stimuli of at least one of the following types:
  • - visual stimuli in particular images, in particular with a display duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, which are presented to the subject by means of a screen, and / or
  • auditory stimuli or sounds in human audible frequencies in particular sequences of sounds, preferably with a total duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, the respective sounds being played back to the subject, and /or
  • Vibrotaktile stimuli to different body parts in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, which are applied to the subject by means of vibration units, and / or
  • a device for determining the ranking of the perception intensity of stimuli from a test set of stimuli in a subject, comprising
  • an electrode cap comprising a number of EEG electrodes
  • the electrode hood downstream brain-computer interface wherein the brain-computer interface is adapted to measure each of the voltage applied to the EEG electrodes voltages and to provide measurement results as EEG measurement data available
  • control unit connected downstream of the control unit, wherein in the control unit control instructions for the stimulation unit for applying a reference amount of stimuli composed of at least one target stimulus and a predetermined number of comparison stimuli and a test amount of stimuli are deposited, wherein the test amount at least partially or entirely different from the stimuli of the reference amount Stimuli includes, and wherein the control unit is adapted to, in a training phase
  • control unit is adapted to subject the thus obtained feature vectors of the stimuli from the reference set to a classification analysis and to determine a discrimination function for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus, the discrimination function indicating whether a stimulus is a target stimulus or a comparative stimulus, and wherein the control unit is adapted to
  • control unit is designed to subject the feature vectors of the stimuli of the reference quantity to one of the following types of classification analysis:
  • control unit is adapted to the stimulus of the test set with the highest match with the target stimulus of the reference set as the stimulus with the highest perceptual intensity to identify.
  • control unit is designed to determine the distance from a discrimination straight line or discrimination level specified by the distinguishing function as a dimensional value.
  • control unit is designed to control the stimulation unit, to apply each stimulus from the test quantity several times to the subject, and in the determination of the ranking of the perceptual intensity to average the values of all Apply applications of each stimulus or the measures from all applications of each stimulus.
  • the control unit is designed in the training phase a measure of the probability of demarcation the set of feature vectors of the comparison stimuli of the set of feature vectors of the target stimulus to be determined by the distinguishing function, in particular that the control unit is adapted to fall below a predetermined threshold probability or threshold accuracy of the delimitation To trigger stimulation unit and deliver a warning about the stimulation unit, in particular to end the training phase.
  • the control unit is designed to repeat in the training phase:
  • an electrode cap comprising a number of EEG electrodes
  • the electrode hood downstream brain-computer interface wherein the brain-computer interface is adapted to measure each of the voltage applied to the EEG electrodes voltages and to provide measurement results as EEG measurement data available
  • control instructions for the stimulation unit for applying a test amount of stimuli are stored in the control unit, and the control unit is designed to:
  • the stimulus or the subject's EEG measurement data provided by the brain-computer interface, after the application, to associate each stimulus from the test set with the respective stimulus and thus determine the response of the subject; to determine the ranking of the perceptual intensity of the stimuli of the test set to determine a second measure, in particular according to the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data, wherein a higher amplitude indicates a higher perceptual intensity.
  • control unit is adapted to that stimulus of the test set having the highest determined amplitude of the associated evoked potential as the stimulus with the highest perceptual intensity identify.
  • control unit is designed to determine the order of magnitude of the perception intensity of the stimuli from the test set according to the area under the evoked potential curve, with a large area under indicates a high perceptual intensity to the curve, and / or to determine the latency of the evoked potential, where a short latency indicates a high perceptual intensity.
  • the control unit is designed to determine a first measure value in the examination phase for determining the order of the intensity of perception of the stimuli from the test set by applying the discriminating function to the feature vector of each stimulus of the test set and additionally determining a second measure, in particular the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data, and determining a common measure of the order of magnitude of the perceptual intensity of the stimuli to determine the two measured values.
  • the control unit identifies the greater the perception intensity of the common measurement value, the greater the indexed stimulus of the test quantity with the target stimulus of the reference quantity and the greater indicated by the first measurement value is the intensity of perception indicated by the second measure.
  • a reliable determination of the perception intensity of a stimulus is ensured by the control unit being designed to control the stimulation unit, to apply the individual stimuli from the reference set and / or the individual stimuli from the test set to the subject sequentially in time, and to each individual stimulus from the reference amount and / or to follow each stimulus from the test amount an application-free period.
  • the brain-computer interface is provided with a voltage offset unit for better delineation of the EEG measurement data that can only be attributed to the respective stimulus comprising, wherein the voltage-offset unit is adapted to determine a voltage offset value and the voltage offset value in a fixed time reference interval before the application of each stimulus from the reference amount and / or before the application of each stimulus from the test set subtract from the EEG measurement data associated with the respective stimulus from the reference set and / or the stimulus from the test set.
  • the control unit is designed to predetermine an application duration for each individual stimulus from the reference quantity and / or for each individual stimulus from the test quantity, in particular that the control unit presets an equal long application duration is designed for all stimuli, and / or that the control unit is designed to specify a number of repetitions for each individual stimulus from the reference quantity and / or for each individual stimulus from the test quantity, in particular that the control unit presets an equal number is formed on repetitions for all stimuli, and / or that the control unit is designed to predetermine a duration of the application-free period after each individual stimulus from the reference quantity and / or after each individual stimulus from the test quantity, in particular, that the control unit to Vorg abe an equally long duration of the application-free period after all stimuli is formed.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention for establishing a ranking of the perception intensity of different types of stimuli impresses provides that the stimulation unit is designed to apply stimuli of at least one of the following types: visual stimuli, in particular images, in particular with a display duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, and / or auditory stimuli or sounds in frequencies audible to a human, in particular sequences of sounds, preferably with a total duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, and / or vibrotactile stimuli on different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater as 100 ms, and / or
  • Fig. 1 shows schematically a subject and an arrangement for the measurement and further processing of EEG measurement data.
  • Fig. 2 shows a reference set of stimuli.
  • Fig. 3 shows voltage signals which were determined by means of EEG electrodes.
  • Fig. 4 schematically shows a result of a classification analysis for the reference set of stimuli.
  • Fig. 5 shows a test amount of stimuli.
  • Fig. 6 shows schematically the feature vectors of the stimuli from the test set plotted in a feature space. 7 shows diagrammatically evoked potentials for the test amount of stimuli derived from the EEG measurement data.
  • a subject 1 is shown sitting on a chair.
  • EEG electrodes 21-24 wherein the EEG electrodes 21-24 are connected to an EEG processing device 2.
  • the arrangement comprising the individual EEG electrodes 21-24 and the EEG measuring unit 2 represents a brain-computer interface 20.
  • This brain-computer interface 20 is connected to a test and test computer Control unit 30 is connected, which controls a screen 40 in the present embodiment of the invention.
  • a first step of a first embodiment of a method according to the invention individual stimuli from a reference set of stimuli are applied to the subjects 1 in a training phase in chronological succession, with an application-free period following each stimulus.
  • the screen 40 is controlled by the control unit 30 such that the subject 1 in the illustrated embodiment, images are presented as stimuli.
  • the individual stimuli from the reference quantity of stimuli are repeatedly applied to the subject 1.
  • Fig. 2 shows a reference set of stimuli, which in the first embodiment consists of five images, is composed of a target stimulus Z and a number of four comparison stimuli i, V 2 , V 3 , V 4 .
  • the target stimulus Z in the illustrated example is an image of a bar of chocolate, while the four comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 represent gray-white patterns.
  • the EEG processing device 2 evaluates the individual brain waves emitted by the subject 1 and uses these brain waves to generate the EEG measurement data Ui, U 2 , U temporally related to each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 3 , U 4 of all EEG channels or EEG electrodes 21-24. Different preprocessing and filtering methods can be used.
  • EEG measurement data Ui, U 2 , U 3 , U 4 are available as a result of measured voltage signals, each of the voltage signals indicating a voltage value for a plurality of times.
  • 3 schematically shows the time profile of the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 for a stimulus wherein the voltage signals in the illustrated example can be subdivided into three temporal intervals: a reference time interval R 1, which describes a time period before the application of a stimulus , an application period A, during which a stimulus is applied to the subject 1, a reaction period R and an application-free period AF.
  • the reference interval before the application of each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set or a stimulus S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from a test set of stimuli In all variants of a method according to the invention, it can be used to determine a voltage offset value which describes the brain waves emitted by the subject 1 without the application of a stimulus.
  • This voltage offset value can be used as a correction value for the EEG measured data Ui, U 2 , U 3 assigned to a stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 or Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , U 4 are used in order to be able to evaluate more easily the brain waves attributable directly to the application of a stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 or Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 .
  • a feature vector is obtained from the reference quantity from the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 thus processed and assigned to the respective stimulus created.
  • the average values or mean signal energy of individual EEG channels from partial periods of the application period can be used from all EEG channels.
  • all four data sets of EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 of the EEG electrodes 21 - 24 are measured in each case via eight Partial periods used so that the corresponding to a stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 belonging to the reference set feature vector has a total of 32 components.
  • the thus obtained feature vectors of the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set are subjected to a classification analysis.
  • FIG. 4 schematically shows the result of a linear discriminant analysis for the feature vectors of the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set, which in the example are plotted in a two-dimensional feature space.
  • a classification analysis by means of z. Support vector machines, neural networks or other discrimination functions.
  • each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set was applied eight times to the subject 1, so that for each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 eight feature vectors be available.
  • a discrimination function F is determined by means of linear discriminant analysis, which indicates whether a stimulus is a target stimulus Z or a comparative stimulus V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 .
  • the Discriminating function F is determined so that the set of feature vectors of the target stimulus Z and the set of feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 are optimally separated.
  • the distinguishing function F is given in the example in FIG. 4 as a linear function.
  • a measure of the probability and a measure of the accuracy is determined so that the distinguishing function F determines the set of feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the set of feature values.
  • Vectors of the target stimulus Z can separate. The higher the measured value, the more likely a reliable separation of the two feature vector groups.
  • a method according to the invention is advantageously aborted, since in this case not reliable statements on the order of the perception intensity of stimuli S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , is to be expected from a test amount.
  • a warning message is advantageously issued. This is the case, for example, if the target stimulus and the comparative stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 are chosen to be too similar from the reference set and no discriminant function F can be found by means of the linear discriminant analysis gives a satisfactory separation of the two feature vector groups.
  • a check of the discriminator function F or of the weight vector indicating the separation line, the set of feature vectors of the target stimulus Z and the set of feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 optimally separates, be provided.
  • a feature vector is created, to which the distinguishing function F is applied. This can be done, for example, by forming the scalar product from the feature vector and the weight vector. It is then checked whether the separation between the set of feature vectors of the target stimulus Z and the set of feature vectors of the comparison stimuli Vi, V 2 , V 3 , V 4 is ensured by applying the weight vector with a predetermined accuracy ,
  • This check can also be carried out repeatedly, so that an increasing number of feature vectors of the target stimulus Z and feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 are available with each repetition, and the means of the Classification analysis F is adapted with each iteration, whereby the accuracy of the separation is gradually increased.
  • the most recently determined distinguishing function F is applied to the feature vector of each individual stimulus Z, V 1 ..., V n of the reference set. In this way, it is checked whether the achieved delimitation of the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus Z satisfies a predetermined accuracy.
  • a test set of stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is applied to the subjects 1 in an examination phase.
  • the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set are applied successively to the subject 1, with an application-free period of time for each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 follows.
  • the application time, the number of repetitions, and the duration of the application-free period after each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 advantageously chosen the same as for the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 , from the reference amount, so that a simple evaluation of the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4, the each stimulus S 1 fifth S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are assigned, is guaranteed.
  • FIG. 5 shows a test set of five stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , which in the exemplary embodiment consists of five images, the stimuli S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set partially or wholly different from the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 of the reference quantity.
  • the stimuli S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test amount In the example shown, this is five pictures of chocolate-containing food.
  • the stimulus Si used is the image of a bar of chocolate used in the reference set of stimuli as target stimulus Z, while the remaining stimuli S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are not part of the reference set of stimuli.
  • Si could also be a different picture.
  • each stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 was applied eight times from the test quantity to the subject 1, so that for each stimulus S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 have eight features Vectors are available. The number of applications could also be higher or lower.
  • FIG. 6 shows by way of example the feature vectors of the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set plotted in a two-dimensional feature space. It can be seen that the individual feature vectors associated with a stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are to be distinguished as five groups of feature vectors in the illustrated two-dimensional feature space.
  • the discriminating function F is applied to each feature vector of each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set, and thus a measure of the likelihood of coincidence of each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set with the target stimulus Z of the reference set determined. Based on this determined measure of the probability of a match, a ranking of the perception intensity of the individual stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set is finally established.
  • the distance to the discriminating line indicated by the distinguishing function (F) can also be used as the measured value Discrimination hyperplane of each stimulus S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are used.
  • the feature vectors of the stimulus S 1 5 corresponding to the target stimulus Z of the reference set have a similar position in the feature space in the feature space as the feature vectors of the target Stimulus Z in FIG. 4.
  • the stimulus Si therefore has the largest value for the probability of matching the target stimulus Z of the reference quantity and is therefore recognized as the stimulus with the highest perceptual intensity in the subject 1.
  • stimulus S 5 has the measure value for the second largest probability of a match with the target stimulus Z and thus has the second highest perceptual intensity in the subject 1.
  • Stimulus S 2 has the least likelihood measure of compliance and therefore corresponds to the stimulus with the lowest perceptual intensity in subject 1.
  • an average of the measured values from all applications of a single stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set for the generation of the ranking of the perception intensity of the individual stimuli S 1 S 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is used.
  • the individual brain waves emitted by the subject 1 are evaluated by an EEG processing device 2 and the reaction of the subject 1 determined by the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 caused or be determined with this time-related EEG measurement data Ui, U 2 , U 3 , U 4 of the subject 1 and the respective stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are assigned.
  • an evoked potential is then determined as the mean value of the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 .
  • FIG. 7 schematically shows the evoked potentials determined for the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test quantity shown in FIG. 5.
  • a further dimensional value is determined, which in the example corresponds to the amplitude of the evoked potentials.
  • the stimulus S 1 corresponds to 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 the test set with the highest determined amplitude of the associated evoked potential to the stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 with the highest perceptual intensity.
  • the stimulus Si has the highest amplitude, so that stimulus Si is perceived by the subject 1 with the highest intensity.
  • Stimulus S 2 has the second highest amplitude so that the stimulus S 2 is perceived by subject 1 with the second highest intensity.
  • Stimulus S 2 is perceived by subject 1 with the lowest intensity, and the associated evoked potential therefore has the lowest amplitude of all stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set.
  • the measure value for determining the order of priority of the perception intensity of the stimuli S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is determined from the test quantity according to the area under the curve described by the evoked potential, and / or the dimension value is based on the latency of the evoked potential associated with the respective stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 .
  • stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 has the highest perceptual intensity in the subject 1, which has the largest area under the curve of the associated evoked potential or its latency of the associated potential is the shortest.
  • the delay time that is to say the period between the application of the stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and the occurrence of a response occurring in the course of the curve of the associated evoked potential to the application of the stimulus S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is the shortest.
  • the first and the second embodiment are combined to determine the ranking of the perception intensity of stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from a test set of stimuli.
  • a first measured value is first determined according to the first embodiment of the invention and then separately a second measured value according to the second embodiment of the invention: the first measured value gives the probability of a match of each individual stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set of stimuli with a target stimulus Z to a reference set of stimuli.
  • the second measure value is determined based on the evoked potentials associated with the respective stimuli S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set.
  • a common dimensional value is determined from the two dimensional values, and the stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test quantity is determined as the stimulus with the highest intensity of perception in the subject 1, for whom both the standard value for the highest agreement with the target stimulus Z of the reference quantity, and, for example, the highest amplitude of the associated evoked potential was found.
  • This method variant advantageously leads to particularly reliable statements about the ranking of the perception intensity of the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set in the subject 1, since several measure values are combined and possible blurring in the determination of each individual measure can be compensated in such a way.
  • the detection of the eye movement starts the evaluation of the individual emitted by the subject 1, and brain waves from these brain waves, the stimulus with that Z, V, ..., V n and Si, ..., S m temporally related EEG data Ui, U 2 , U 3 , U 4 all EEG channels or EEG electrodes 21 -24 created.
  • a measure value determined on the basis of these data as described above is assigned to the stimulus Z, V,..., V n or Si,..., S n , respectively, to which the eyes were directed during the recording.
  • each stimulus Z, V,..., V n or Si,..., S m is applied multiple times to the subject 1, the application of a single stimulus Z, or Si, ..., S m need not necessarily take place several times in succession, but also another stimulus Z, V 1 .., V n or S 1 .., S m or several different stimuli Z, ⁇ 1 .. , ⁇ ⁇ or S ( S m can be alternately applied.
  • S m is a partial feature vector of the time with the stimulus Z, ⁇ 1 .., ⁇ ⁇ and S ( S n m-related EEG data DU 2, U 3, U 4 determines all EEG channels. from all partial Merkmals- vector of the same stimulus Z, V 1 .., V or S ⁇ ...
  • is a subsequently Feature vector or a feature matrix for the image created, in particular by all sub-feature vectors in any order as columns of the feature matrix are strung together, so that the lines of the feature matrix corresponding information from different applications of a stimulus Z, ⁇ ⁇ ,.,., ⁇ ⁇ or Si, ..., S m . contain.
  • stimuli Z As stimuli Z, ⁇ ⁇ ,.,., ⁇ ⁇ for the reference set of stimuli or as stimuli Si,..., S m for the test set of stimuli, as in the examples described above, visual stimuli, in particular images, in question.
  • auditory stimuli or sounds in frequencies audible to a human, in particular sequences of sounds, vibrotactile stimuli or electrical stimuli on different body parts, or the application of different words on the subjects 1 by auditioning and / or announcements and / or displays, may be provided ,
  • ⁇ 1 .., ⁇ ⁇ from the reference amount or stimuli S 1 .., S m from the test amount is a short application time especially with an application time shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / / or greater than 100 ms, particularly advantageous.
  • the sharply demarcated positive rash occurring in the course of the associated evoked potentials as a so-called P300 modality is clearly recognizable, so that the associated amplitude or the area under the curve or else the latency is easier to determine than at longer application time.
  • a number of letters smaller than 50 is also advantageous.

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Abstract

The invention relates to a method for determining the ranking of the perception intensity of stimuli (S1,...,Sn) from a test set of stimuli in a test person (1) by means of a brain-computer interface (20), wherein a reference set of stimuli (Z, V1,..., Vn) is compiled from at least one target stimulus (Z) and a predefined number of comparison stimuli (V1,..., Vn), wherein in a training phase a) the individual stimuli (Z, V1,..., Vn) from the reference set are applied to the test person (1), b) wherein after the application of every stimulus (Z, V1,..., Vn) from the reference set the reaction of the test person (1) is ascertained in that the (1) EEG measurement data (U1,..., Un) of the test person caused by the stimulus (Z, V1,..., Vn) or having a time relationship with said stimulus are determined, and these EEG measurement data (U1,..., Un) are assigned to the respective stimuli (Z, V1,..., Vn), wherein for each stimulus (Z, V1,..., Vn) at least one characteristic vector is created from the EEG measurement data (U1,..., Un) of all EEG channels, and c) wherein the characteristic vectors, obtained in this way, of the stimuli (Z, V1,..., Vn) from the reference set undergo a classification analysis, wherein a differentiation function (F) is determined to delimit the set of characteristic vectors of the comparison stimuli (V1,..., Vn) from the set of characteristic vectors of the target stimulus (Z), wherein the differentiation factor specifies whether a stimulus (Z, V1,..., Vn) is a target stimulus (Z) or a comparison stimulus (V1,..., Vn). In an investigation phase d) a test set of stimuli (S1,..., Sm) is applied to the test person (1), wherein the test set comprises stimuli (S1,..., Sm) at least some of which or all of which differ from the stimuli (Z, V1,..., Vn) of the reference set, e) wherein after the application of every stimulus (S1,..., Sm) of the test set the EEG measurement data (U1,..., Un) of the test person (1) are determined in the same way as in step b) and on the basis of the EEG measurement data (U1,..., Un) a characteristic vector is first created for each stimulus (S1,..., Sm) and f) wherein the differentiation function (F) is applied to the characteristic vector of each individual stimulus (S1,..., Sm) of the test set and thus a first measurement value is determined for matching each stimulus (S1,..., Sm) of the test set to the target stimulus (Z) of the reference set, and g) wherein a ranking of the perception intensity of the stimuli (S1,..., Sm) of the test set is created according to the first measurement value for matching to the target stimulus (Z) of the reference set.

Description

Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli aus einer  Determination of the ranking of the perception intensity of stimuli from a
Testmenge von Stimuli bei einem Probanden  Test amount of stimuli in a subject
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden zur Bestimmung der Wahrnehmungsfähigkeit oder Wahrnehmungsqualität von Probanden bekannt, wobei sämtliche dieser Methoden unterschiedliche Arten von Stimuli auf den Probanden applizieren und anhand der Reaktion des Probanden in Form von Hirnströmen getestet wird, ob der betreffende Proband eine adäquate geistige Tätigkeit aufgrund der Stimuli zeigt oder nicht. Aus dem Stand der Technik sind auch einzelne, sogenannte Gehirn- Computer-Schnittstellen, engl, brain Computer interfaces, bekannt, mit denen auf unterschiedliche Weise die im Inneren des Gehirns einer Person ablaufenden Vorgänge ermittelt, weiterverarbeitet und auch visualisiert werden können. Diese bekannten Verfahren werden oftmals dazu genutzt, bei Probanden mit fehlender Möglichkeit zur Kommunikation durch Sprache, Gebärden usw., festzustellen, ob ein Proband einen Stimulus überhaupt wahrnehmen kann. From the prior art, a variety of different methods for determining the perception or perception quality of subjects known, all of these methods apply different types of stimuli to the subjects and is tested on the basis of the reaction of the subject in the form of brain waves, whether the subject in question shows adequate mental activity due to the stimuli or not. Also known from the prior art are individual, so-called brain computer interfaces, with which the processes occurring inside the brain of a person can be determined, further processed and also visualized in different ways. These known methods are often used to determine in subjects with no ability to communicate through speech, gestures, etc., whether a subject can perceive a stimulus at all.
Aus dem Stand der Technik sind jedoch keine Verfahren bekannt, die dazu genutzt werden, bei Probanden, insbesondere Werbekunden, mit potentiell uneingeschränkter Wahrnehmungsfähigkeit Stimuli nach deren Wahrnehmungsintensität, insbesondere nach der gemessenen subjektiven Eindrücklichkeit, beim Probandenausgehend von den EEG- Messdaten des Probanden während der Applikation der Stimuli, zu bewerten. From the prior art, however, no methods are known which are used in subjects, in particular advertisers, with potentially unlimited cognitive ability stimuli according to their perceptual intensity, in particular the measured subjective impressiveness, the subject starting from the EEG measurement data of the subject during the application of stimuli, to evaluate.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein rasches und einfaches Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine wirksame Feststellung der Wahrnehmungsintensität jedes einzelnen Stimulus aus einer Gruppe von Stimuli bei einem Probanden und darauf aufbauend eine Erstellung einer Reihung der Stimuli nach der Wahrnehmungsintensität ermöglicht. The object of the invention is therefore to provide a rapid and simple method which makes it possible to effectively determine the perceptual intensity of each individual stimulus from a group of stimuli in a subject and, based on this, to establish a ranking of the stimuli according to the perceptual intensity.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli aus einer Testmenge von Stimuli bei einem Probanden mittels eines Gehirn-Computer-Interface mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Dabei ist vorgesehen, dass eine Referenzmenge von Stimuli aus zumindest einem Ziel-Stimulus und einer vorgegebenen Anzahl an Vergleichs-Stimuli zusammengesetzt wird, wobei in einer Trainingsphase The invention solves this problem in a method for determining the ranking of the perception intensity of stimuli from a test amount of stimuli in a subject by means of a brain-computer interface with the features specified in the characterizing part of claim 1. It is provided that a reference set of stimuli is composed of at least one target stimulus and a predetermined number of comparison stimuli, wherein in a training phase
a) die einzelnen Stimuli aus der Referenzmenge auf den Probanden appliziert werden, b) nach der Applikation jedes Stimulus aus der Referenzmenge die Reaktion des Probanden festgestellt wird, indem die vom Stimulus bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten des Probanden ermittelt werden, und diese EEG-Messdaten dem jeweiligen Stimulus zugeordnet werden, wobei für jeden Stimulus zumindest ein Merkmals-Vektor aus den EEG-Messdaten aller EEG-Kanäle erstellt wird und a) the individual stimuli from the reference quantity are applied to the subject, b) after the application of each stimulus from the reference set, the respondent's response is determined by determining the subject's EEG measurement data produced by the stimulus or associated with that temporal, and assigning that EEG measurement data to the respective stimulus, wherein for each stimulus, at least one feature vector is created from the EEG measurement data of all EEG channels, and
c) die derart gewonnenen Merkmals-Vektoren der Stimuli aus der Referenzmenge einer Klassifikationsanalyse unterzogen werden, wobei eine Unterscheidungsfunktion zur Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus ermittelt wird, wobei die Unterscheidungsfunktion angibt, ob ein Stimulus ein Ziel-Stimulus oder ein Vergleichs- Stimulus ist, und wobei in einer Untersuchungsphase c) subjecting the feature vectors of the stimuli thus obtained to a classification analysis from the reference set, wherein a distinguishing function for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus is determined, the distinguishing function indicates whether a stimulus is a target stimulus or a comparative stimulus, and where in an investigation phase
d) eine Testmenge von Stimuli auf den Probanden appliziert wird, wobei die Testmenge zumindest teilweise oder gänzlich von den Stimuli der Referenzmenge verschiedene Stimuli umfasst, d) a test quantity of stimuli is applied to the subject, the test quantity comprising stimuli that are at least partially or entirely different from the stimuli of the reference quantity,
e) wobei nach Applikation jedes Stimulus der Testmenge auf dieselbe Weise wie in Schritt b) die EEG-Messdaten des Probanden ermittelt werden und basierend auf den EEG-Messdaten für jeden Stimulus zunächst ein Merkmals-Vektor erstellt wird und f) wobei jeweils die Unterscheidungsfunktion auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus der Testmenge angewendet wird und derart ein erster Maßwert für die Übereinstimmung jedes Stimulus der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge ermittelt wird, und e) wherein after application of each stimulus of the test set in the same manner as in step b) the EEG measurement data of the subject are determined and based on the EEG measurement data for each stimulus first a feature vector is created and f) wherein each of the distinguishing function on the feature vector of each individual stimulus of the test set is applied, and thus a first measure of the correspondence of each stimulus of the test set with the target stimulus of the reference set is determined, and
g) wobei eine Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli der Testmenge entsprechend dem ersten Maßwert für die Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge erstellt wird. g) wherein a ranking of the perceptual intensity of the stimuli of the test set is established according to the first measure of correspondence with the target stimulus of the reference set.
Eine besonders vorteilhafte Analyse der EEG-Messdaten kann erreicht werden, indem die Merkmals-Vektoren der Stimuli der Referenzmenge einer der folgenden Arten von Klassifikationsanalyse unterzogen werden: A particularly advantageous analysis of the EEG measurement data can be achieved by subjecting the feature vectors of the stimuli of the reference set to one of the following types of classification analysis:
- Diskriminanzanalyse, insbesondere lineare Diskriminanzanalyse,  - Discriminant analysis, in particular linear discriminant analysis,
- Support vector machines,  - Support vector machines,
- neuronale Netzwerke,  - neural networks,
- andere Diskriminierungsfunktionen.  - other discrimination functions.
Eine besonders einfache Auswertung der für die einzelnen Stimuli gewonnenen Maßwerte zur Erstellung einer Rangfolge wird sichergestellt, wenn derjenige Stimulus der Testmenge mit dem Maßwert für die höchste Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge dem Stimulus mit der höchsten Wahrnehmungsintensität entspricht. A particularly simple evaluation of the values obtained for the individual stimuli for the generation of a ranking is ensured if the stimulus of the Test set with the highest match with the target stimulus of the reference set corresponds to the stimulus with the highest perceived intensity.
Eine Alternative zur Bestimmung des Maßwerts wird bereitgestellt, indem der Maßwert den Abstand von einer durch die Unterscheidungsfunktion angegebenen Diskriminierungsgeraden oder Diskriminierungsebene angibt. An alternative to determining the measure value is provided by specifying the distance from a discriminating line or level of discrimination indicated by the discriminating function.
Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der für die einzelnen Stimuli gewonnenen Maßwerte ist vorgesehen, dass jeder Stimulus aus der Testmenge mehrfach auf den Probanden appliziert wird und dass bei der Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Mittelwert der Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus herangezogen wird oder dass die Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus herangezogen werden. To improve the reliability of the measured values obtained for the individual stimuli, it is provided that each stimulus from the test quantity is applied several times to the test person and that the mean value of the measurement values from all applications of each individual stimulus is used in determining the ranking of the perception intensity or Measured values from all applications of each stimulus are used.
Um vorteilhafterweise bereits in der Trainingsphase eine Aussage darüber zu treffen, wie aussagekräftig die Klassifikationsanalyse hinsichtlich der Unterscheidung des Ziel- Stimulus von den Vergleichs-Stimuli ist, ist vorgesehen, dass in der Trainingsphase ein Maßwert für die Wahrscheinlichkeit der Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus durch die Unterscheidungsfunktion ermittelt wird, insbesondere dass bei Unterschreiten einer vorgegebenen Schwellen-Wahrscheinlichkeit oder Schwellen-Genauigkeit der Abgrenzung das Verfahren abgebrochen wird. In order to advantageously already make a statement in the training phase as to how meaningful the classification analysis is with respect to the distinction of the target stimulus from the comparison stimuli, it is provided that in the training phase a measure of the probability of delimiting the set of feature vectors the comparison stimuli of the set of feature vectors of the target stimulus is determined by the distinguishing function, in particular that when falling below a predetermined threshold probability or threshold accuracy of the delineation, the method is aborted.
Zur Überprüfung, ob mittels der bestimmten Unterscheidungsfunktion eine ausreichend aussagekräftige Unterscheidung des Ziel-Stimulus von den Vergleichs-Stimuli möglich ist, ist vorgesehen, dass in der Trainingsphase wiederholt Merkmals-Vektoren für die einzelnen Stimuli der Referenzmenge erstellt werden, die Merkmals-Vektoren jedes einzelnen Stimulus der Referenzmenge aus allen Wiederholungen einer Klassifikationsanalyse unterzogen werden, und eine Unterscheidungsfunktion zur Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus ermittelt wird, und dass nach jeder Wiederholung oder jeweils nach einer Anzahl von Wiederholungen die Unterscheidungsfunktion auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus der Referenzmenge angewendet wird und derart überprüft wird, ob die erzielte Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) einer vorgegebenen Genauigkeit genügt. Als alternative Variante eines Verfahrens zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli bei einem Probanden mittels eines Gehirn- Computer-Interface ist vorgesehen, dass In order to check whether a sufficiently meaningful differentiation of the target stimulus from the comparison stimuli is possible by means of the determined distinguishing function, it is provided that feature vectors for the individual stimuli of the reference set are repeatedly created in the training phase, the feature vectors of each individual Stimulus of the reference set from all repetitions of a classification analysis are subjected, and a distinguishing function for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli of the set of feature vectors of the target stimulus is determined, and that after each repetition or each after a number of repetitions, the discriminating function is applied to the feature vector of each individual stimulus of the reference set and it is checked whether the obtained demarcation of the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus (Z) pre-admit NEN accuracy is sufficient. As an alternative variant of a method for determining the ranking of the perception intensity of stimuli in a subject by means of a brain-computer interface is provided that
a) die einzelnen Stimuli aus der Testmenge auf den Probanden appliziert werden, b) wobei nach der Applikation jedes Stimulus aus der Testmenge die Reaktion des Probanden festgestellt wird, indem die vom Stimulus bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten des Probanden mit einer vorgegebenen Anzahl an EEG-Kanälen ermittelt werden, und diese EEG-Messdaten dem jeweiligen Stimulus zugeordnet werden, wobei ein evoziertes Potential für jeden einzelnen Stimulus als Mittelwert der EEG-Messdaten aus der vorgegebenen Anzahl an EEG-Kanälen ermittelt wird, und a) the individual stimuli from the test set are applied to the subject, b) wherein after the application of each stimulus from the test set the response of the subject is determined by the caused by the stimulus or temporally related EEG measurement data of the subject are determined with a predetermined number of EEG channels, and these EEG measurement data are assigned to the respective stimulus, wherein an evoked potential for each individual stimulus is determined as the mean value of the EEG measurement data from the predetermined number of EEG channels, and
c) wobei die Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli der Testmenge aus einem zweiten Maßwert ermittelt wird, der insbesondere nach der Amplitude der aus den EEG-Messdaten abgeleiteten evozierten Potentiale ermittelt wird, wobei eine höhere Amplitude eine höhere Wahrnehmungsintensität indiziert. c) wherein the order of magnitude of the perception intensity of the stimuli of the test set is determined from a second measurement value, which is determined in particular according to the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data, wherein a higher amplitude indicates a higher perception intensity.
Eine besonders einfache Auswertung der für die einzelnen Stimuli aus den evozierten Potentialen gewonnenen Maßwerte zur Erstellung einer Rangfolge wird sichergestellt, wenn derjenige Stimulus der Testmenge mit der höchsten ermittelten Amplitude des zugehörigen evozierten Potentials dem Stimulus mit der höchsten Wahrnehmungsintensität entspricht. A particularly simple evaluation of the values obtained for the individual stimuli from the evoked potentials for establishing a ranking is ensured if the stimulus of the test set having the highest determined amplitude of the associated evoked potential corresponds to the stimulus having the highest perception intensity.
Eine besonders aussagekräftige Variante eines Verfahrens zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli bei einem Probanden sieht vor, dass die Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli aus der Testmenge nach der Fläche unter der Kurve des evozierten Potentials, wobei eine große Fläche unter der Kurve eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert, und/oder nach der Latenz des evozierten Potentials, wobei eine kurze Latenz eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert, ermittelt wird. A particularly meaningful variant of a method for determining the order of perceived intensity of stimuli in a subject is to rank the intensity of perception of the stimuli from the test set by the area under the evoked potential curve, with a large area under the curve providing a high perceptual intensity indexed, and / or after the latency of the evoked potential, wherein a short latency indicates a high perceptual intensity, is determined.
Um die mit verschiedenen Auswertemethoden gewonnenen Maßwerte für die einzelnen Stimuli einfach hinsichtlich der Erstellung einer Rangfolge der Wahrnehmungsintensität auswerten zu können, ist vorgesehen, dass in der Untersuchungsphase zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli aus der Testmenge ein erster Maßwert und zusätzlich ein zweiter Maßwert ermittelt werden, wobei zur Festlegung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli ein gemeinsamer Maßwert aus den beiden ermittelten Maßwerten bestimmt wird. Eine alternative Methode zur Auswertung der zu einem Stimulus gehörigen evozierten Potentiale wird vorteilhafterweise bereitgestellt, indem der gemeinsame Maßwert eine umso größere Wahrnehmungsintensität indiziert, je größer die vom ersten Maßwert indizierte Übereinstimmung des Stimulus aus der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge ist und je größer die vom zweiten Maßwert indizierte Wahrnehmungsintensität ist. In order to be able to evaluate the measurement values for the individual stimuli obtained with different evaluation methods simply with regard to the generation of a ranking order of the perception intensity, it is provided that a first dimension value and additionally a second dimension value are determined in the investigation phase for determining the ranking of the perception intensity of the stimuli from the test set In order to determine the order of priority of the perception intensity of the stimuli, a common measured value is determined from the two determined dimensional values. An alternative method of evaluating the evoked potentials associated with a stimulus is advantageously provided by indexing the greater the perceptual intensity the greater the first measure value indicated match of the stimulus from the test set to the target stimulus of the reference set and the greater is the intensity of perception indicated by the second measure.
Eine zuverlässige Ermittlung der Wahrnehmungsintensität eines Stimulus wird gewährleistet, indem die einzelnen Stimuli aus der Referenzmenge und/oder die einzelnen Stimuli aus der Testmenge zeitlich aufeinanderfolgend auf den Probanden appliziert werden, wobei auf jeden einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder auf jeden einzelnen Stimulus aus der Testmenge ein applikationsfreier Zeitraum folgt. A reliable determination of the perceptual intensity of a stimulus is ensured by applying the individual stimuli from the reference set and / or the individual stimuli from the test set to the subject sequentially in time, with each individual stimulus from the reference set and / or to each individual stimulus the test quantity follows an application-free period.
Da das Gehirn auch ohne Vorliegen eines Stimulus gedankliche Tätigkeiten ausführt, die in den EEG-Messdaten nachvollziehbar sind, ist zur besseren Abgrenzung der nur auf den jeweiligen Stimulus zurückzuführenden EEG-Messdaten vorgesehen, dass in einem festgelegten zeitlichen Referenzintervall vor der Applikation eines jeden Stimulus aus der Referenzmenge und/oder vor der Applikation eines jeden Stimulus aus der Testmenge ein Spannungs-Offsetwert ermittelt wird und der Spannungs-Offsetwert von den dem jeweiligen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder den dem jeweiligen Stimulus aus der Testmenge zugeordneten EEG-Messdaten abgezogen wird. Since the brain carries out mental activities even without the presence of a stimulus, which are comprehensible in the EEG measurement data, the EEG measurement data, which can only be attributed to the respective stimulus, is intended to be distinguished within a fixed temporal reference interval before the application of each stimulus a voltage offset value is determined from the reference quantity and / or before the application of each stimulus, and the voltage offset value is subtracted from the EEG measurement data associated with the respective stimulus from the reference quantity and / or from the test quantity associated with the respective stimulus.
Um die Wahrnehmungsintensitäten der einzelnen Stimuli aus der Testmenge von Stimuli bei einem Probanden miteinander vergleichbar zu machen, sind möglichst ähnliche Vorgaben für die Applikation der Stimuli auf den Probanden vorteilhaft. Eine gute Vergleichbarkeit der Wahrnehmungsintensität der einzelnen Stimuli wird vorteilhafterweise sichergestellt, indem für jeden einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus aus der Testmenge eine Applikationsdauer vorgegeben wird, insbesondere, dass für alle Stimuli eine gleich lange Applikationsdauer vorgegeben wird, und/oder dass eine Anzahl an Wiederholungen für jeden einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus aus der Testmenge vorgegeben wird, insbesondere, dass alle Stimuli mit der gleichen Anzahl an Wiederholungen wiederholt werden, und/oder dass die Dauer des applikationsfreien Zeitraums nach jedem einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder nach jedem einzelnen Stimulus aus der Testmenge vorgegeben wird, insbesondere, dass für alle/vor allen Stimuli eine gleich lange Dauer des applikationsfreien Zeitraums vorgegeben wird. In order to make the perceptual intensities of the individual stimuli from the test amount of stimuli in a test subject comparable with one another, as similar as possible prescriptions for the application of the stimuli to the test subject are advantageous. A good comparability of the perceptual intensity of the individual stimuli is advantageously ensured by specifying an application duration for each individual stimulus from the reference quantity and / or for each individual stimulus from the test set, in particular that an equally long application duration is specified for all stimuli, and / or that a number of repetitions for each individual stimulus from the reference amount and / or for each individual stimulus from the test set is given, in particular that all stimuli are repeated with the same number of repetitions, and / or that the duration of the application-free period after given to each individual stimulus from the reference set and / or after each individual stimulus from the test set, in particular, that for all / before all stimuli an equal duration of the application-free period is specified.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zur Erstellung einer Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von unterschiedlichen Arten von Reizen Eindrücken, sieht vor, dass die Stimuli aus der Referenzmenge und die Stimuli aus der Testmenge Reize zumindest einer der folgenden Arten umfassen: A particularly advantageous embodiment of the invention for establishing a ranking of the perception intensity of different types of stimuli Impressions, provides that the stimuli from the reference set and the stimuli from the test set stimuli of at least one of the following types:
- visuelle Reize, insbesondere Bilder, insbesondere mit einer Anzeigedauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, die dem Probanden mittels eines Bildschirms vorgeführt werden, und/oder  - visual stimuli, in particular images, in particular with a display duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, which are presented to the subject by means of a screen, and / or
- auditorische Reize oder Geräusche in für einen Menschen hörbaren Frequenzen, insbesondere Abfolgen von Tönen, vorzugsweise mit einer Gesamtdauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, wobei die jeweiligen Töne dem Probanden vorgespielt werden, und/oder  auditory stimuli or sounds in human audible frequencies, in particular sequences of sounds, preferably with a total duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, the respective sounds being played back to the subject, and /or
- vibrotaktile Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, die dem Probanden mittels Vibrationseinheiten appliziert werden, und/oder  - Vibrotaktile stimuli to different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, which are applied to the subject by means of vibration units, and / or
- elektrische Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, die dem Probanden mittels elektrischer Stimulatoren appliziert werden, und/oder  - Electrical stimuli to different parts of the body, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, which are applied to the subject by means of electrical stimulators, and / or
- die Applikation unterschiedlicher Wörter, insbesondere Namen, bevorzugt mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 1000 ms, und/oder größer als 100 ms, wobei die Applikation darin besteht, dass die jeweiligen Wörter dem Probanden vorgespielt und/oder vorgesagt und/oder angezeigt werden.  the application of different words, in particular names, preferably with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 1000 ms, and / or greater than 100 ms, the application being that the respective words are played to the subject and / or predicted and / or displayed.
Weiters ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli aus einer Testmenge von Stimuli bei einem Probanden vorgesehen, umfassend Furthermore, according to the invention, a device is provided for determining the ranking of the perception intensity of stimuli from a test set of stimuli in a subject, comprising
eine Elektrodenhaube, umfassend eine Anzahl von EEG-Elektroden,  an electrode cap comprising a number of EEG electrodes,
- ein der Elektrodenhaube nachgeschaltetes Gehirn-Computer-Interface, wobei das Gehirn-Computer-Interface dazu ausgebildet ist, die jeweils an den EEG-Elektroden anliegenden Spannungen zu messen und Messergebnisse als EEG-Messdaten zur Verfügung zu stellen  - A the electrode hood downstream brain-computer interface, wherein the brain-computer interface is adapted to measure each of the voltage applied to the EEG electrodes voltages and to provide measurement results as EEG measurement data available
- eine dem Gehirn-Computer-Interface nachgeschaltete Steuereinheit und  - A brain-computer interface downstream control unit and
- zumindest eine der Steuereinheit nachgeschaltete Stimulationseinheit, wobei in der Steuereinheit Ansteuerungsanweisungen für die Stimulationseinheit zur Applikation einer Referenzmenge von Stimuli zusammengesetzt aus zumindest einem Ziel-Stimulus und einer vorgegebenen Anzahl an Vergleichs-Stimuli und einer Testmenge von Stimuli hinterlegt sind, wobei die Testmenge zumindest teilweise oder gänzlich von den Stimuli der Referenzmenge verschiedene Stimuli umfasst, und wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in einer Trainingsphase at least one stimulation unit connected downstream of the control unit, wherein in the control unit control instructions for the stimulation unit for applying a reference amount of stimuli composed of at least one target stimulus and a predetermined number of comparison stimuli and a test amount of stimuli are deposited, wherein the test amount at least partially or entirely different from the stimuli of the reference amount Stimuli includes, and wherein the control unit is adapted to, in a training phase
die Stimulationseinheit anzusteuern und die einzelnen Stimuli aus der Referenzmenge über die Stimulationseinheit auf den Probanden zu applizieren,  to control the stimulation unit and to apply the individual stimuli from the reference quantity to the subject via the stimulation unit,
die vom Gehirn-Computer-Interface bereitgestellten, vom Stimulus bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten des Probanden, nach der Applikation jedes Stimulus aus der Referenzmenge dem jeweiligen Stimulus zuzuordnen und derart die Reaktion des Probanden festzustellen,  provide the stimulus, or the subject's EEG measurement data provided by the brain-computer interface, after the application, to associate each stimulus from the reference set with the respective stimulus and thus determine the respondent's response,
für jeden Stimulus zumindest einen Merkmals-Vektor aus den EEG-Messdaten aller for each stimulus at least one feature vector from the EEG measurement data of all
EEG-Kanäle zu erstellen und To create EEG channels and
die derart gewonnenen Merkmals-Vektoren der Stimuli aus der Referenzmenge einer Klassifikationsanalyse zu unterziehen und eine Unterscheidungsfunktion zur Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus zu ermitteln, wobei die Unterscheidungsfunktion angibt, ob ein Stimulus ein Ziel-Stimulus oder ein Vergleichs- Stimulus ist, und wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist,  to subject the thus obtained feature vectors of the stimuli from the reference set to a classification analysis and to determine a discrimination function for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus, the discrimination function indicating whether a stimulus is a target stimulus or a comparative stimulus, and wherein the control unit is adapted to
in einer Untersuchungsphase in an investigation phase
die Stimulationseinheit anzusteuern und die Testmenge von Stimuli über die Stimulationseinheit auf den Probanden zu applizieren,  to control the stimulation unit and to apply the test amount of stimuli to the subject via the stimulation unit,
die vom Gehirn-Computer-Interface bereitgestellten, vom Stimulus bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten des Probanden, nach der Applikation jedes Stimulus aus der Testmenge dem jeweiligen Stimulus zuzuordnen und derart die Reaktion des Probanden festzustellen,  provide the stimulus, or the subject's EEG measurement data provided by the brain-computer interface, after the application, to associate each stimulus from the test set with the respective stimulus and thus determine the respondent's response,
für jeden Stimulus zumindest einen Merkmals-Vektor aus den EEG-Messdaten aller EEG-Kanäle zu erstellen,  to generate for each stimulus at least one feature vector from the EEG measurement data of all EEG channels,
die Unterscheidungsfunktion auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus der Testmenge anzuwenden und derart einen ersten Maßwert für die Übereinstimmung jedes Stimulus der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge zu ermitteln, und  apply the discriminator function to the feature vector of each individual stimulus of the test set to determine a first measure of the correspondence of each stimulus of the test set to the target stimulus of the reference set, and
eine Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli der Testmenge entsprechend dem ersten Maßwert für die Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge zu erstellen. Eine besonders vorteilhafte Analyse der EEG-Messdaten ist dadurch sichergestellt, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Merkmals-Vektoren der Stimuli der Referenzmenge einer der folgenden Arten von Klassifikationsanalyse zu unterziehen:to create a ranking of the perceptual intensity of the stimuli of the test set corresponding to the first measure of agreement with the target stimulus of the reference set. A particularly advantageous analysis of the EEG measurement data is ensured by the fact that the control unit is designed to subject the feature vectors of the stimuli of the reference quantity to one of the following types of classification analysis:
- Diskriminanzanalyse, insbesondere lineare Diskriminanzanalyse, - Discriminant analysis, in particular linear discriminant analysis,
- Support vector machines,  - Support vector machines,
- neuronale Netzwerke,  - neural networks,
- andere Diskriminierungsfunktionen.  - other discrimination functions.
Zur besonders einfachen Auswertung der für die einzelnen Stimuli gewonnenen Maßwerte zur Erstellung einer Rangfolge ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, denjenigen Stimulus der Testmenge mit dem Maßwert für die höchste Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge als den Stimulus mit der höchsten Wahrnehmungsintensität zu identifizieren. For a particularly simple evaluation of the values obtained for the individual stimuli for generating a ranking, it is provided that the control unit is adapted to the stimulus of the test set with the highest match with the target stimulus of the reference set as the stimulus with the highest perceptual intensity to identify.
Zur alternativen Bestimmung des Maßwerts ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, als Maßwert den Abstand von einer durch die Unterscheidungsfunktion angegebenen Diskriminierungsgeraden oder Diskriminierungsebene zu ermitteln. For an alternative determination of the dimensional value, it is provided that the control unit is designed to determine the distance from a discrimination straight line or discrimination level specified by the distinguishing function as a dimensional value.
Eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der für die einzelnen Stimuli gewonnenen Maßwerte wird erzielt, wenn die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Stimulationseinheit anzusteuern, jeden Stimulus aus der Testmenge mehrfach auf den Probanden zu applizieren und bei der Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Mittelwert der Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus oder die Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus heranzuziehen. An improvement in the reliability of the measured values obtained for the individual stimuli is achieved if the control unit is designed to control the stimulation unit, to apply each stimulus from the test quantity several times to the subject, and in the determination of the ranking of the perceptual intensity to average the values of all Apply applications of each stimulus or the measures from all applications of each stimulus.
Um vorteilhafterweise bereits in der Trainingsphase eine Aussage darüber zu treffen, wie aussagekräftig die Klassifikationsanalyse hinsichtlich der Unterscheidung des Ziel- Stimulus von den Vergleichs-Stimuli ist, ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in der Trainingsphase einen Maßwert für die Wahrscheinlichkeit der Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus durch die Unterscheidungsfunktion zu ermitteln, insbesondere, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, bei Unterschreiten einer vorgegebenen Schwellen-Wahrscheinlichkeit oder Schwellen-Genauigkeit der Abgrenzung die Stimulationseinheit anzusteuern und über die Stimulationseinheit einen Warnhinweis abzugeben, insbesondere auch die Trainingsphase zu beenden. Zur Überprüfung, ob mittels der bestimmten Unterscheidungsfunktion eine ausreichend aussagekräftige Unterscheidung des Ziel-Stimulus von den Vergleichs-Stimuli möglich ist, ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in der Trainingsphase wiederholt: In order to advantageously already make a statement in the training phase as to how meaningful the classification analysis is with respect to the distinction of the target stimulus from the comparison stimuli, it is provided that the control unit is designed in the training phase a measure of the probability of demarcation the set of feature vectors of the comparison stimuli of the set of feature vectors of the target stimulus to be determined by the distinguishing function, in particular that the control unit is adapted to fall below a predetermined threshold probability or threshold accuracy of the delimitation To trigger stimulation unit and deliver a warning about the stimulation unit, in particular to end the training phase. In order to check whether a sufficiently meaningful differentiation of the target stimulus from the comparison stimuli is possible by means of the determined distinguishing function, it is provided that the control unit is designed to repeat in the training phase:
- die Stimuli aus der Referenzmenge über die Stimulationseinheit auf den Probanden zu applizieren,  to apply the stimuli from the reference quantity to the subject via the stimulation unit,
Merkmals- Vektoren für die einzelnen Stimuli der Referenzmenge zu erstellen die Merkmals-Vektoren jedes einzelnen Stimulus der Referenzmenge aus allen Feature vectors for each stimulus of the reference set to create the feature vectors of each stimulus of the reference set from all
Wiederholungen einer Klassifikationsanalyse zu unterziehen, Subject repetitions to a classification analysis,
eine Unterscheidungsfunktion zur Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus zu ermitteln, und  determine a discrimination function for discriminating the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus, and
nach jeder Wiederholung die Unterscheidungsfunktion auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus der Referenzmenge anzuwenden und derart zu überprüfen, ob die erzielte Abgrenzung der Menge der Merkmals- Vektoren der Vergleichs-Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus einer vorgegebenen Genauigkeit genügt.  after each repetition, apply the discriminating function to the feature vector of each individual stimulus of the reference set and verify that the achieved demarcation of the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus satisfies a predetermined accuracy ,
Eine alternative Vorrichtung zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli aus einer Testmenge von Stimuli bei einem Probanden umfassend An alternative device for determining the ranking of the perceptual intensity of stimuli from a test set of stimuli in a subject
eine Elektrodenhaube, umfassend eine Anzahl von EEG-Elektroden,  an electrode cap comprising a number of EEG electrodes,
- ein der Elektrodenhaube nachgeschaltetes Gehirn-Computer-Interface, wobei das Gehirn-Computer-Interface dazu ausgebildet ist, die jeweils an den EEG-Elektroden anliegenden Spannungen zu messen und Messergebnisse als EEG-Messdaten zur Verfügung zu stellen  - A the electrode hood downstream brain-computer interface, wherein the brain-computer interface is adapted to measure each of the voltage applied to the EEG electrodes voltages and to provide measurement results as EEG measurement data available
- eine dem Gehirn-Computer-Interface nachgeschaltete Steuereinheit und  - A brain-computer interface downstream control unit and
- zumindest eine der Steuereinheit nachgeschaltete Stimulationseinheit  - At least one of the control unit downstream stimulation unit
sieht erfindungsgemäß vor, dass in der Steuereinheit Ansteuerungsanweisungen für die Stimulationseinheit zur Applikation einer Testmenge von Stimuli hinterlegt sind, und dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, According to the invention, control instructions for the stimulation unit for applying a test amount of stimuli are stored in the control unit, and the control unit is designed to:
die Stimulationseinheit anzusteuern und die einzelnen Stimuli aus der Testmenge über die Stimulationseinheit auf den Probanden zu applizieren,  to control the stimulation unit and to apply the individual stimuli from the test quantity to the subject via the stimulation unit,
die vom Gehirn-Computer-Interface bereitgestellten, vom Stimulus bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten des Probanden, nach der Applikation jedes Stimulus aus der Testmenge dem jeweiligen Stimulus zuzuordnen und derart die Reaktion des festzustellen, zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli der Testmenge einen zweiten Maßwert, insbesondere nach der Amplitude der aus den EEG- Messdaten abgeleiteten evozierten Potentiale, zu ermitteln, wobei eine höhere Amplitude eine höhere Wahrnehmungsintensität indiziert. provide the stimulus, or the subject's EEG measurement data provided by the brain-computer interface, after the application, to associate each stimulus from the test set with the respective stimulus and thus determine the response of the subject; to determine the ranking of the perceptual intensity of the stimuli of the test set to determine a second measure, in particular according to the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data, wherein a higher amplitude indicates a higher perceptual intensity.
Zur besonders einfachen Auswertung der für die einzelnen Stimuli aus den evozierten Potentialen gewonnenen Maßwerte zur Erstellung einer Rangfolge ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, denjenigen Stimulus der Testmenge mit der höchsten ermittelten Amplitude des zugehörigen evozierten Potentials als den Stimulus mit der höchsten Wahrnehmungsintensität zu identifizieren. For a particularly simple evaluation of the values obtained for the individual stimuli from the evoked potentials for generating a ranking, it is provided that the control unit is adapted to that stimulus of the test set having the highest determined amplitude of the associated evoked potential as the stimulus with the highest perceptual intensity identify.
Als alternative Auswertung zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli bei einem Probanden ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli aus der Testmenge nach der Fläche unter der Kurve des evozierten Potentials zu ermitteln, wobei eine große Fläche unter der Kurve eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert, und/oder nach der Latenz des evozierten Potentials zu ermitteln, wobei eine kurze Latenz eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert. As an alternative evaluation for determining the ranking of the perception intensity of stimuli in a subject, it is provided that the control unit is designed to determine the order of magnitude of the perception intensity of the stimuli from the test set according to the area under the evoked potential curve, with a large area under indicates a high perceptual intensity to the curve, and / or to determine the latency of the evoked potential, where a short latency indicates a high perceptual intensity.
Um die mit verschiedenen Auswertemethoden gewonnenen Maßwerte für die einzelnen Stimuli einfach hinsichtlich der Erstellung einer Rangfolge der Wahrnehmungsintensität auswerten zu können, ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, in der Untersuchungsphase zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli aus der Testmenge einen ersten Maßwert durch Anwenden der Unterscheidungsfunktion auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus der Testmenge und zusätzlich einen zweiten Maßwert, insbesondere nach der Amplitude der aus den EEG-Messdaten abgeleiteten evozierten Potentiale, zu ermitteln, und zur Festlegung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli einen gemeinsamen Maßwert aus den beiden ermittelten Maßwerten zu bestimmen. In order to be able to evaluate the values for the individual stimuli obtained with different evaluation methods simply with regard to the generation of a ranking of the perception intensity, it is provided that the control unit is designed to determine a first measure value in the examination phase for determining the order of the intensity of perception of the stimuli from the test set by applying the discriminating function to the feature vector of each stimulus of the test set and additionally determining a second measure, in particular the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data, and determining a common measure of the order of magnitude of the perceptual intensity of the stimuli to determine the two measured values.
Zur alternativen Auswertung der zu einem Stimulus gehörigen evozierten Potentiale ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Steuereinheit eine umso größere Wahrnehmungsintensität des gemeinsamen Maßwerts identifiziert, je größer die vom ersten Maßwert indizierte Übereinstimmung des Stimulus aus der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus der Referenzmenge ist und je größer die vom zweiten Maßwert indizierte Wahrnehmungsintensität ist. Eine zuverlässige Ermittlung der Wahrnehmungsintensität eines Stimulus ist dadurch sichergestellt, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Stimulationseinheit anzusteuern, die einzelnen Stimuli aus der Referenzmenge und/oder die einzelnen Stimuli aus der Testmenge zeitlich aufeinanderfolgend auf den Probanden zu applizieren, und auf jeden einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder auf jeden einzelnen Stimulus aus der Testmenge einen applikationsfreien Zeitraum folgen zu lassen. For the alternative evaluation of the evoked potentials associated with a stimulus, it is advantageously provided that the control unit identifies the greater the perception intensity of the common measurement value, the greater the indexed stimulus of the test quantity with the target stimulus of the reference quantity and the greater indicated by the first measurement value is the intensity of perception indicated by the second measure. A reliable determination of the perception intensity of a stimulus is ensured by the control unit being designed to control the stimulation unit, to apply the individual stimuli from the reference set and / or the individual stimuli from the test set to the subject sequentially in time, and to each individual stimulus from the reference amount and / or to follow each stimulus from the test amount an application-free period.
Da das Gehirn auch ohne Vorliegen eines Stimulus gedankliche Tätigkeiten ausführt, die in den EEG-Messdaten nachvollziehbar sind, ist zur besseren Abgrenzung der nur auf den jeweiligen Stimulus zurückzuführenden EEG-Messdaten vorgesehen, dass das Gehirn-Computer-Interface eine Spannungs-Offset-Einheit umfasst, wobei die Spannungs-Offset-Einheit dazu ausgebildet ist, in einem festgelegten zeitlichen Referenzintervall vor der Applikation eines jeden Stimulus aus der Referenzmenge und/oder vor der Applikation eines jeden Stimulus aus der Testmenge ein Spannungs- Offsetwert zu ermitteln und den Spannungs-Offsetwert von den dem jeweiligen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder den dem jeweiligen Stimulus aus der Testmenge zugeordneten EEG-Messdaten abzuziehen. Since the brain executes mental activities even without the presence of a stimulus, which are comprehensible in the EEG measurement data, the brain-computer interface is provided with a voltage offset unit for better delineation of the EEG measurement data that can only be attributed to the respective stimulus comprising, wherein the voltage-offset unit is adapted to determine a voltage offset value and the voltage offset value in a fixed time reference interval before the application of each stimulus from the reference amount and / or before the application of each stimulus from the test set subtract from the EEG measurement data associated with the respective stimulus from the reference set and / or the stimulus from the test set.
Um eine gute Vergleichbarkeit der Wahrnehmungsintensität der einzelnen Stimuli sicherzustellen, ist vorgesehen, dass die Steuereinheit zu Vorgabe einer Applikationsdauer für jeden einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus aus der Testmenge ausgebildet ist, insbesondere, dass die Steuereinheit zur Vorgabe einer gleich langen Applikationsdauer für alle Stimuli ausgebildet ist, und/oder dass die Steuereinheit zu Vorgabe einer Anzahl an Wiederholungen für jeden einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus aus der Testmenge ausgebildet ist, insbesondere, dass die Steuereinheit zu Vorgabe einer gleichen Anzahl an Wiederholungen für alle Stimuli ausgebildet ist, und/oder dass die Steuereinheit zu Vorgabe einer Dauer des applikationsfreien Zeitraums nach jedem einzelnen Stimulus aus der Referenzmenge und/oder nach jedem einzelnen Stimulus aus der Testmenge ausgebildet ist, insbesondere, dass die Steuereinheit zu Vorgabe einer gleich langen Dauer des applikationsfreien Zeitraums nach allen Stimuli ausgebildet ist. In order to ensure a good comparability of the perceptual intensity of the individual stimuli, it is provided that the control unit is designed to predetermine an application duration for each individual stimulus from the reference quantity and / or for each individual stimulus from the test quantity, in particular that the control unit presets an equal long application duration is designed for all stimuli, and / or that the control unit is designed to specify a number of repetitions for each individual stimulus from the reference quantity and / or for each individual stimulus from the test quantity, in particular that the control unit presets an equal number is formed on repetitions for all stimuli, and / or that the control unit is designed to predetermine a duration of the application-free period after each individual stimulus from the reference quantity and / or after each individual stimulus from the test quantity, in particular, that the control unit to Vorg abe an equally long duration of the application-free period after all stimuli is formed.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zur Erstellung einer Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von unterschiedlichen Arten von Reizen Eindrücken, sieht vor, dass die Stimulationseinheit zur Applikation von Stimuli zumindest einer der folgenden Arten ausgebildet ist: - visuelle Reize, insbesondere Bilder, insbesondere mit einer Anzeigedauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, und/oder auditorische Reize oder Geräusche in für einen Menschen hörbaren Frequenzen, insbesondere Abfolgen von Tönen, vorzugsweise mit einer Gesamtdauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, und/oder vibrotaktile Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, und/oder A particularly advantageous embodiment of the invention for establishing a ranking of the perception intensity of different types of stimuli impresses, provides that the stimulation unit is designed to apply stimuli of at least one of the following types: visual stimuli, in particular images, in particular with a display duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, and / or auditory stimuli or sounds in frequencies audible to a human, in particular sequences of sounds, preferably with a total duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, and / or vibrotactile stimuli on different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater as 100 ms, and / or
elektrische Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, und/oder  electrical stimuli to different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, and / or
die Applikation unterschiedlicher Wörter, insbesondere Namen, bevorzugt mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 1000 ms, und/oder größer als 100 ms.  the application of different words, in particular names, preferably with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 1000 ms, and / or greater than 100 ms.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Besonders vorteilhafte, aber nicht einschränkend zu verstehende, Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben: Particularly advantageous, but not limiting, embodiments of the invention are illustrated schematically below with reference to the accompanying drawings and described by way of example with reference to the drawings:
In Fig. 1 zeigt schematisch einen Probanden und eine Anordnung zur Messung und Weiterverarbeitung von EEG-Messdaten. Fig. 2 zeigt eine Referenzmenge von Stimuli. Fig. 3 zeigt Spannungssignale, die mittels EEG-Elektroden ermittelt wurden. Fig. 4 zeigt für die Referenzmenge von Stimuli schematisch ein Ergebnis einer Klassifikationsanalyse. Fig. 5 zeigt eine Testmenge von Stimuli. Fig. 6 zeigt schematisch die Merkmals-Vektoren der Stimuli aus der Testmenge aufgetragen in einem Merkmalsraum. Fig. 7 zeigt schematisch aus den EEG-Messdaten abgeleitete evozierte Potentiale für die Testmenge von Stimuli. In Fig. 1 shows schematically a subject and an arrangement for the measurement and further processing of EEG measurement data. Fig. 2 shows a reference set of stimuli. Fig. 3 shows voltage signals which were determined by means of EEG electrodes. Fig. 4 schematically shows a result of a classification analysis for the reference set of stimuli. Fig. 5 shows a test amount of stimuli. Fig. 6 shows schematically the feature vectors of the stimuli from the test set plotted in a feature space. 7 shows diagrammatically evoked potentials for the test amount of stimuli derived from the EEG measurement data.
In Fig. 1 ist ein Proband 1 auf einem Stuhl sitzend dargestellt. Auf dem Kopf des Probanden 1 befinden sich EEG-Elektroden 21 -24, wobei die EEG-Elektroden 21 -24 an ein EEG-Verarbeitungsgerät 2 angeschlossen sind. Die Anordnung umfassend die einzelnen EEG-Elektroden 21 -24 sowie die EEG-Messeinheit 2 stellt ein Gehirn- Computer-Interface 20 dar. Dieses Gehirn-Computer-Interface 20 ist an eine Test- und Steuereinheit 30 angeschlossen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Bildschirm 40 ansteuert. In Fig. 1, a subject 1 is shown sitting on a chair. On the head of the subject 1 there are EEG electrodes 21-24, wherein the EEG electrodes 21-24 are connected to an EEG processing device 2. The arrangement comprising the individual EEG electrodes 21-24 and the EEG measuring unit 2 represents a brain-computer interface 20. This brain-computer interface 20 is connected to a test and test computer Control unit 30 is connected, which controls a screen 40 in the present embodiment of the invention.
Als erster Schritt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf den Probanden 1 in einer Trainingsphase einzelne Stimuli aus einer Referenzmenge von Stimuli zeitlich aufeinanderfolgend appliziert, wobei auf jeden Stimulus ein applikationsfreier Zeitraum folgt. Dazu wird der Bildschirm 40 von der Steuereinheit 30 derart angesteuert, dass dem Probanden 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel Bilder als Stimuli vorgeführt werden. Im Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Stimuli aus der Referenzmenge von Stimuli wiederholt auf den Probanden 1 appliziert. As a first step of a first embodiment of a method according to the invention, individual stimuli from a reference set of stimuli are applied to the subjects 1 in a training phase in chronological succession, with an application-free period following each stimulus. For this purpose, the screen 40 is controlled by the control unit 30 such that the subject 1 in the illustrated embodiment, images are presented as stimuli. In the exemplary embodiment, the individual stimuli from the reference quantity of stimuli are repeatedly applied to the subject 1.
Fig. 2 zeigt eine Referenzmenge von Stimuli, die in der ersten Ausführungsform aus fünf Bildern besteht, ist aus einem Ziel-Stimulus Z und einer Anzahl von vier Vergleichs-Stimuli i , V2, V3, V4 zusammengesetzt. Beim Ziel-Stimulus Z handelt es sich im dargestellten Beispiel um ein Bild einer Tafel Schokolade, während die vier Vergleichs-Stimuli V1 5 V2, V3, V4 grau-weiße Muster darstellen. Fig. 2 shows a reference set of stimuli, which in the first embodiment consists of five images, is composed of a target stimulus Z and a number of four comparison stimuli i, V 2 , V 3 , V 4 . The target stimulus Z in the illustrated example is an image of a bar of chocolate, while the four comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 represent gray-white patterns.
Nach der Applikation jedes Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge wird die Reaktion des Probanden 1 festgestellt. Dazu wertet das EEG-Verarbeitungsgerät 2 die einzelnen vom Probanden 1 abgegebenen Hirnströme aus und erstellt aus diesen Hirnströmen die mit jedem Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten Ui , U2, U3, U4 aller EEG-Kanäle bzw. EEG-Elektroden 21 -24. Dabei können unterschiedliche Vorverarbeitungs- und Filterverfahren angewendet werden. After the application of each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference amount of the reaction of the subject 1 is detected. For this purpose, the EEG processing device 2 evaluates the individual brain waves emitted by the subject 1 and uses these brain waves to generate the EEG measurement data Ui, U 2 , U temporally related to each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 3 , U 4 of all EEG channels or EEG electrodes 21-24. Different preprocessing and filtering methods can be used.
Letztlich stehen EEG-Messdaten Ui , U2, U3, U4 als Folge von gemessenen Spannungssignalen zur Verfügung, wobei jedes der Spannungssignale für eine Vielzahl von Zeitpunkten jeweils einen Spannungswert angibt. Fig. 3 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf der EEG-Messdaten D U2, U3, U4 für einen Stimulus wobei die Spannungssignale im dargestellten Beispiel in drei zeitliche Intervalle unterteilt werden können: Ein Referenzzeitintervall Rl, das einen Zeitraum vor der Applikation eines Stimulus beschreibt, einen Applikationszeitraum A, während dessen ein Stimulus auf den Probanden 1 appliziert wird, einen Reaktionszeitraum R und ein applikationsfreier Zeitraum AF. Ultimately, EEG measurement data Ui, U 2 , U 3 , U 4 are available as a result of measured voltage signals, each of the voltage signals indicating a voltage value for a plurality of times. 3 schematically shows the time profile of the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 for a stimulus wherein the voltage signals in the illustrated example can be subdivided into three temporal intervals: a reference time interval R 1, which describes a time period before the application of a stimulus , an application period A, during which a stimulus is applied to the subject 1, a reaction period R and an application-free period AF.
Das Referenzintervall vor der Applikation eines jeden Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge oder eines Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 aus einer Testmenge von Stimuli kann bei allen Varianten eines erfindungsgemäßen Verfahrens dazu genutzt werden, einen Spannungs-Offsetwert zu ermitteln, der die vom Probanden 1 abgegebenen Hirnströme beschreibt, ohne dass eine Applikation eines Stimulus erfolgt. Dieser Spannungs-Offsetwert kann als Korrekturwert für die einem Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 bzw. Si , S2, S3, S4, S5 zugeordneten EEG-Messdaten Ui , U2, U3, U4 genutzt werden, um die direkt auf die Applikation eines Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 bzw. Si , S2, S3, S4, S5 zurückzuführenden Hirnströme einfacher auswerten zu können. The reference interval before the application of each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set or a stimulus S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from a test set of stimuli In all variants of a method according to the invention, it can be used to determine a voltage offset value which describes the brain waves emitted by the subject 1 without the application of a stimulus. This voltage offset value can be used as a correction value for the EEG measured data Ui, U 2 , U 3 assigned to a stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 or Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , U 4 are used in order to be able to evaluate more easily the brain waves attributable directly to the application of a stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 or Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 .
Als nächster Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird für jeden Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge ein Merkmals-Vektor aus den derart verarbeiteten und dem jeweiligen Stimulus zugeordneten EEG-Messdaten D U2, U3, U4 erstellt. Bei der Erstellung eines Merkmals-Vektors können beispielsweise aus allen EEG-Kanälen jeweils die Mittelwerte oder mittleren Signal-Energie einzelner EEG-Kanäle aus Teilzeiträumen des Applikationszeitraums herangezogen werden. As the next step of a method according to the invention, for each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4, a feature vector is obtained from the reference quantity from the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 thus processed and assigned to the respective stimulus created. For example, when generating a feature vector, the average values or mean signal energy of individual EEG channels from partial periods of the application period can be used from all EEG channels.
Im vorliegenden Fall werden beispielsweise für jeden Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge alle vier Datensätze an EEG-Messdaten D U2, U3, U4 der EEG- Elektroden 21 -24 jeweils gemessen über acht Teilzeiträume herangezogen, sodass der zu einem Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge gehörige Merkmals-Vektor insgesamt 32 Komponenten aufweist. Die derart gewonnenen Merkmals-Vektoren der Stimuli Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge werden einer Klassifikationsanalyse unterzogen. In the present case, for example, for every stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference quantity, all four data sets of EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 of the EEG electrodes 21 - 24 are measured in each case via eight Partial periods used so that the corresponding to a stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 belonging to the reference set feature vector has a total of 32 components. The thus obtained feature vectors of the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set are subjected to a classification analysis.
Fig. 4 zeigt schematisch das Ergebnis einer linearen Diskriminanzanalyse für die Merkmals- Vektoren der Stimuli Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge, die im Beispiel in einem zweidimensionalen Merkmalsraum aufgetragen sind. Alternativ kann auch eine Klassifikationsanalyse mittels z. B. Support-Vector-Machines, neuronaler Netzwerke oder anderer Diskriminierungsfunktionen vorgesehen sein. 4 schematically shows the result of a linear discriminant analysis for the feature vectors of the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set, which in the example are plotted in a two-dimensional feature space. Alternatively, a classification analysis by means of z. Support vector machines, neural networks or other discrimination functions.
Im Beispiel wurde jeder Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 aus der Referenzmenge acht Mal auf den Probanden 1 appliziert, sodass für jeden Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 acht Merkmals- Vektoren zur Verfügung stehen. In the example, each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the reference set was applied eight times to the subject 1, so that for each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 eight feature vectors be available.
Zur Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli V1 5 V2, V3, V4 von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus Z wird mittels linearer Diskriminanzanalyse eine Unterscheidungsfunktion F ermittelt, die angibt, ob ein Stimulus ein Ziel-Stimulus Z oder ein Vergleichs-Stimulus V1 5 V2, V3, V4 ist. Dabei wird die Unterscheidungsfunktion F derart ermittelt, dass die Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus Z und die Menge der Merkmals- Vektoren der Vergleichs-Stimuli V1 5 V2, V3, V4 optimal getrennt sind. Die Unterscheidungsfunktion F ist im Beispiel in Fig. 4 als lineare Funktion gegeben. To delineate the set of feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the set of feature vectors of the target stimulus Z, a discrimination function F is determined by means of linear discriminant analysis, which indicates whether a stimulus is a target stimulus Z or a comparative stimulus V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 . Here is the Discriminating function F is determined so that the set of feature vectors of the target stimulus Z and the set of feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 are optimally separated. The distinguishing function F is given in the example in FIG. 4 as a linear function.
Weiters wird mittels der Klassifikationsanalyse ein Maßwert für die Wahrscheinlichkeit und ein Maßwert für die Genauigkeit dafür ermittelt, dass die Unterscheidungsfunktion F die Menge der Merkmals- Vektoren der Vergleichs-Stimuli V1 5 V2, V3, V4 von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus Z trennen kann. Je höher der ermittelte Maßwert ist, desto wahrscheinlicher ist eine zuverlässige Trennung der beiden Merkmals- Vektor-Gruppen. Furthermore, by means of the classification analysis, a measure of the probability and a measure of the accuracy is determined so that the distinguishing function F determines the set of feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 from the set of feature values. Vectors of the target stimulus Z can separate. The higher the measured value, the more likely a reliable separation of the two feature vector groups.
Falls eine vorgegebene Schwellen-Wahrscheinlichkeit oder Schwellen-Genauigkeit einer zuverlässigen Trennung der beiden Merkmals-Vektor-Gruppen unterschritten wird, wird ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhafterweise abgebrochen, da in diesem Falle nicht mit zuverlässigen Aussagen zur Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5, aus einer Testmenge zu rechnen ist. In diesem Fall wird vorteilhafterweise eine Warnmeldung abgegeben. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Ziel-Stimulus und die Vergleichs-Stimuli Z, V1 5 V2, V3, V4, aus der Referenzmenge zu ähnlich gewählt sind und mittels der linearen Diskriminanzanalyse keine Unterscheidungsfunktion F gefunden werden kann, die eine zufriedenstellende Trennung der beiden Merkmals-Vektor-Gruppen ergibt. If a predetermined threshold probability or threshold accuracy of a reliable separation of the two feature vector groups is exceeded, a method according to the invention is advantageously aborted, since in this case not reliable statements on the order of the perception intensity of stimuli S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , is to be expected from a test amount. In this case, a warning message is advantageously issued. This is the case, for example, if the target stimulus and the comparative stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 are chosen to be too similar from the reference set and no discriminant function F can be found by means of the linear discriminant analysis gives a satisfactory separation of the two feature vector groups.
In der Trainingsphase kann auch eine Überprüfung der Unterscheidungsfunktion F bzw. des Gewichtsvektors, der die Trenngerade angibt, die die Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus Z und die Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli V1 5 V2, V3, V4 optimal trennt, vorgesehen sein. Dazu werden beispielsweise die Stimuli Z, V1 5 V2, V3, V4 der Referenzmenge neuerlich auf den Probanden 1 appliziert, nach der Applikation jedes Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 die Reaktion des Probanden 1 neuerlich festgestellt und die mit jedem Stimulus Z, V1 5 V2, V3, V4 zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG- Messdaten D U2, U3, U4 ermittelt. In the training phase, a check of the discriminator function F or of the weight vector indicating the separation line, the set of feature vectors of the target stimulus Z and the set of feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 optimally separates, be provided. For this purpose, for example, the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 of the reference quantity applied again to the subjects 1, after the application of each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4, the reaction of the subject. 1 again determined and with each stimulus Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 temporally related EEG measured data DU 2 , U 3 , U 4 determined.
Aus den derart verarbeiteten und dem jeweiligen Stimulus zugeordneten EEG-Messdaten U1 5 U2, U3, U4 wird ein Merkmals- Vektor erstellt, auf den die Unterscheidungsfunktion F angewendet wird. Dies kann beispielsweise durch Bildung des Skalarprodukts aus dem Merkmals- Vektor und dem Gewichtsvektor erfolgen. Anschließend wird überprüft, ob die Trennung zwischen der Menge der Merkmals- Vektoren des Ziel-Stimulus Z und der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs- Stimuli Vi , V2, V3, V4 durch Anwendung des Gewichtsvektors mit einer vorgegebenen Genauigkeit sichergestellt ist. From the thus processed and the respective stimulus associated EEG measurement data U 1 5 U 2 , U 3 , U 4 , a feature vector is created, to which the distinguishing function F is applied. This can be done, for example, by forming the scalar product from the feature vector and the weight vector. It is then checked whether the separation between the set of feature vectors of the target stimulus Z and the set of feature vectors of the comparison stimuli Vi, V 2 , V 3 , V 4 is ensured by applying the weight vector with a predetermined accuracy ,
Diese Überprüfung kann auch wiederholt durchgeführt werden, sodass eine mit jeder Wiederholung zunehmende Anzahl an Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus Z und Merkmals- Vektoren der Vergleichs-Stimuli V1 5 V2, V3, V4 zur Verfügung steht und die mittels der Klassifikationsanalyse bestimmte Unterscheidungsfunktion F mit jeder Iteration angepasst wird, wodurch die Genauigkeit der Trennung schrittweise erhöht wird. This check can also be carried out repeatedly, so that an increasing number of feature vectors of the target stimulus Z and feature vectors of the comparison stimuli V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 are available with each repetition, and the means of the Classification analysis F is adapted with each iteration, whereby the accuracy of the separation is gradually increased.
Nach jeder Wiederholung oder jeweils nach einer Anzahl von Wiederholungen wird die jeweils zuletzt bestimmte Unterscheidungsfunktion F auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus Z, V1 ..,Vn der Referenzmenge angewendet. Auf diese Weise wird überprüft, ob die erzielte Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs- Stimuli von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus Z einer vorgegebenen Genauigkeit genügt. After each repetition or each time after a number of repetitions, the most recently determined distinguishing function F is applied to the feature vector of each individual stimulus Z, V 1 ..., V n of the reference set. In this way, it is checked whether the achieved delimitation of the set of feature vectors of the comparison stimuli from the set of feature vectors of the target stimulus Z satisfies a predetermined accuracy.
Im nächsten Schritt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf den Probanden 1 in einer Untersuchungsphase eine Testmenge von Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 appliziert. Dabei werden im beschriebenen Ausführungsbeispiel die Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 der Testmenge zeitlich aufeinanderfolgend auf den Probanden 1 appliziert, wobei auf jeden Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 ein applikationsfreier Zeitraum folgt. In the next step of a first embodiment of a method according to the invention, a test set of stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is applied to the subjects 1 in an examination phase. In the described exemplary embodiment, the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set are applied successively to the subject 1, with an application-free period of time for each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 follows.
Im Beispiel sind für die Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge die Applikationsdauer, die Anzahl an Wiederholungen, sowie die Dauer des applikationsfreien Zeitraums nach jedem Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 vorteilhafterweise gleich gewählt, wie für die Stimuli Z, V1 5 V2, V3, V4, aus der Referenzmenge, sodass eine einfache Auswertung der EEG-Messdaten D U2, U3, U4 die jedem Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 zugeordnet sind, gewährleistet ist. In the example, for the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set, the application time, the number of repetitions, and the duration of the application-free period after each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 advantageously chosen the same as for the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 , from the reference amount, so that a simple evaluation of the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4, the each stimulus S 1 fifth S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are assigned, is guaranteed.
Fig. 5 zeigt eine Testmenge von fünf Stimuli Si , S2, S3, S4, S5, die im Ausführungsbeispiel aus fünf Bildern besteht, wobei die Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5 der Testmenge teilweise oder ganz von den Stimuli Z, V1 5 V2, V3, V4 der Referenzmenge verschieden sind. Zu Werbezwecken werden im Ausführungsbeispiel fünf Bilder derselben Speise in unterschiedlicher Verarbeitungsform verwendet, um die Qualität der Bilder auf Werbewirksamkeit zu untersuchen. Bei den Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5 der Testmenge handelt es sich im dargestellten Beispiel um fünf Bilder von schokoladehaltigen Speisen. Als Stimulus Si wird im Ausführungsbeispiel das in der Referenzmenge von Stimuli als Ziel-Stimulus Z verwendete Bild einer Tafel Schokolade verwendet, während die restlichen Stimuli S2, S3, S4, S5 nicht Teil der Referenzmenge an Stimuli sind. Si könnte aber auch ein anderes Bild sein. 5 shows a test set of five stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , which in the exemplary embodiment consists of five images, the stimuli S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set partially or wholly different from the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 of the reference quantity. For advertising purposes, five images of the same food in different processing form are used in the embodiment to examine the quality of the images on advertising effectiveness. In the stimuli S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test amount In the example shown, this is five pictures of chocolate-containing food. In the exemplary embodiment, the stimulus Si used is the image of a bar of chocolate used in the reference set of stimuli as target stimulus Z, while the remaining stimuli S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are not part of the reference set of stimuli. Si could also be a different picture.
Nach der Applikation der Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge werden auf dieselbe Weise wie vorstehend für die Stimuli Z, V1 5 V2, V3, V4 der Referenzmenge beschrieben, die E EG-Messdaten Ui , U2, U3, U4 des Probanden 1 ermittelt und für jeden Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 ein Merkmals- Vektor erstellt. Im Beispiel wurde jeder Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge acht Mal auf den Probanden 1 appliziert, sodass für jeden Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 acht Merkmals-Vektoren zur Verfügung stehen. Die Anzahl der Applikationen könnte aber auch höher oder geringer sein. After the application of the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test quantity, the E EG is described in the same way as described above for the stimuli Z, V 1 5 V 2 , V 3 , V 4 of the reference quantity Measured data Ui, U 2 , U 3 , U 4 of the subject 1 and created for each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5, a feature vector. In the example, each stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 was applied eight times from the test quantity to the subject 1, so that for each stimulus S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 have eight features Vectors are available. The number of applications could also be higher or lower.
Fig. 6 zeigt beispielhaft die Merkmals-Vektoren der Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 der Testmenge aufgetragen in einem zweidimensionalen Merkmalsraum. Dabei ist zu erkennen, dass die einzelnen Merkmals- Vektoren, die einem Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 zugeordnet sind, als fünf Gruppen von Merkmals-Vektoren im dargestellten zweidimensionalen Merkmalsraum zu unterscheiden sind. 6 shows by way of example the feature vectors of the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set plotted in a two-dimensional feature space. It can be seen that the individual feature vectors associated with a stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are to be distinguished as five groups of feature vectors in the illustrated two-dimensional feature space.
Anschließend wird die Unterscheidungsfunktion F auf jeden Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 der Testmenge angewendet und derart ein Maßwert für die Wahrscheinlichkeit einer Übereinstimmung jedes einzelnen Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus Z der Referenzmenge ermittelt. Basierend auf diesem ermittelten Maßwert für die Wahrscheinlichkeit einer Übereinstimmung wird schließlich eine Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der einzelnen Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge erstellt. Subsequently, the discriminating function F is applied to each feature vector of each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set, and thus a measure of the likelihood of coincidence of each stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set with the target stimulus Z of the reference set determined. Based on this determined measure of the probability of a match, a ranking of the perception intensity of the individual stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set is finally established.
Alternativ zur im Ausführungsbeispiel dargestellten Ermittlung eines Maßwerts zur Erstellung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der einzelnen Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge kann als Maßwert auch der Abstand zur durch die Unterscheidungsunktion (F) angegebenen Diskriminierungsgeraden oder Diskriminierungs-Hyperebene eines jeden Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 verwendet werden. As an alternative to the determination of a dimension value for establishing the ranking of the perception intensity of the individual stimuli S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set, the distance to the discriminating line indicated by the distinguishing function (F) can also be used as the measured value Discrimination hyperplane of each stimulus S 1 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are used.
Im in Fig. 6 dargestellten Beispiel ist zu erkennen, dass die Merkmals-Vektoren des Stimulus S1 5 der dem Ziel-Stimulus Z der Referenzmenge entspricht, im Merkmalsraum eine ähnliche Lage im Merkmalsraum aufweisen, wie die Merkmals-Vektoren des Ziel- Stimulus Z in Fig. 4. Der Stimulus Si weist daher den Maßwert für größte die Wahrscheinlichkeit einer Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus Z der Referenzmenge auf wird daher als Stimulus mit der höchsten Wahrnehmungsintensität beim Probanden 1 erkannt. Stimulus S5 weist im Beispiel den Maßwert für die zweitgrößte Wahrscheinlichkeit einer Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus Z auf und besitzt somit die zweithöchste Wahrnehmungsintensität beim Probanden 1 . Stimulus S2 weist den Maßwert für die geringste Wahrscheinlichkeit einer Übereinstimmung auf und entspricht daher dem Stimulus mit der geringsten Wahrnehmungsintensität beim Probanden 1 . In the example shown in FIG. 6, it can be seen that the feature vectors of the stimulus S 1 5 corresponding to the target stimulus Z of the reference set have a similar position in the feature space in the feature space as the feature vectors of the target Stimulus Z in FIG. 4. The stimulus Si therefore has the largest value for the probability of matching the target stimulus Z of the reference quantity and is therefore recognized as the stimulus with the highest perceptual intensity in the subject 1. In the example, stimulus S 5 has the measure value for the second largest probability of a match with the target stimulus Z and thus has the second highest perceptual intensity in the subject 1. Stimulus S 2 has the least likelihood measure of compliance and therefore corresponds to the stimulus with the lowest perceptual intensity in subject 1.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Mittelwert der Maßwerte aus allen Applikationen eines einzelnen Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 der Testmenge für die Erstellung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der einzelnen Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5 herangezogen wird. Als Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge mit der höchsten Wahrnehmungsintensität beim Probanden 1 wird beispielsweise derjenige Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 mit dem Maßwert für die höchste Wahrscheinlichkeit einer Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus Z der Referenzmenge ermittelt. It can also be provided that an average of the measured values from all applications of a single stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test set for the generation of the ranking of the perception intensity of the individual stimuli S 1 S 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is used. As stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test amount with the highest perceptual intensity in the subject 1, for example, that stimulus S 1 S 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 with the measure of the highest Probability of matching with the target stimulus Z of the reference set determined.
Bei einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden ohne Vorgabe von Ziel- und Vergleichs-Stimuli zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus einer Testmenge von Stimuli zunächst die einzelnen Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge auf den Probanden 1 appliziert. In a second embodiment of a method according to the invention, without predetermining target and comparison stimuli for determining the ranking of the perception intensity of stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from a test set of stimuli, first the individual stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 applied from the test amount to the subjects 1.
Dabei werden, wie bereits voranstehend beschrieben, die einzelnen vom Probanden 1 abgegebenen Hirnströme von einem EEG-Verarbeitungsgerät 2 ausgewertet und die Reaktion des Probanden 1 festgestellt, indem die vom Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten Ui , U2, U3, U4 des Probanden 1 ermittelt und dem jeweiligen Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 zugeordnet werden. Aus den dem jeweiligen Stimulus zugeordneten EEG-Messdaten D U2, U3, U4 des Probanden 1 wird anschließend ein evoziertes Potential als Mittelwert der EEG-Messdaten D U2, U3, U4 ermittelt. As already described above, the individual brain waves emitted by the subject 1 are evaluated by an EEG processing device 2 and the reaction of the subject 1 determined by the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 caused or be determined with this time-related EEG measurement data Ui, U 2 , U 3 , U 4 of the subject 1 and the respective stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 are assigned. From the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 of the subject 1 assigned to the respective stimulus, an evoked potential is then determined as the mean value of the EEG measurement data DU 2 , U 3 , U 4 .
Fig. 7 zeigt schematisch die für die in Fig. 5 dargestellten Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 der Testmenge ermittelten evozierten Potentiale. Zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5 basierend auf den zugehörigen evozierten Potentialen wird ein weiterer Maßwert bestimmt, der im Beispiel der Amplitude der evozierten Potentiale entspricht. Dabei entspricht derjenige Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 der Testmenge mit der höchsten ermittelten Amplitude des zugehörigen evozierten Potentials dem Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 mit der höchsten Wahrnehmungsintensität. FIG. 7 schematically shows the evoked potentials determined for the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the test quantity shown in FIG. 5. In order to determine the ranking of the perception intensity of the stimuli S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 based on the associated evoked potentials, a further dimensional value is determined, which in the example corresponds to the amplitude of the evoked potentials. The stimulus S 1 corresponds to 5 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 the test set with the highest determined amplitude of the associated evoked potential to the stimulus Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 with the highest perceptual intensity.
Im in Fig. 7 dargestellten Beispiel besitzt der Stimulus Si die höchste Amplitude, sodass Stimulus Si vom Probanden 1 mit der höchsten Intensität wahrgenommen wird. Stimulus S2 weist die zweithöchste Amplitude auf, sodass der Stimulus S2 vom Probanden 1 mit der zweithöchsten Intensität wahrgenommen wird. Stimulus S2 wird vom Probanden 1 mit der niedrigsten Intensität wahrgenommen und das zugehörige evozierte Potential weist daher die niedrigste Amplitude aller Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge auf. In the example shown in FIG. 7, the stimulus Si has the highest amplitude, so that stimulus Si is perceived by the subject 1 with the highest intensity. Stimulus S 2 has the second highest amplitude so that the stimulus S 2 is perceived by subject 1 with the second highest intensity. Stimulus S 2 is perceived by subject 1 with the lowest intensity, and the associated evoked potential therefore has the lowest amplitude of all stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Maßwert zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge nach der Fläche unter der vom evozierten Potential beschriebenen Kurve festgelegt wird und/oder, dass der Maßwert auf der Latenz des zum jeweiligen Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 zugehörigen evozierten Potentials beruht. Dabei besitzt beispielsweise derjenige Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 die höchste Wahrnehmungsintensität beim Probanden 1 , der die größte Fläche unter der Kurve des zugeordneten evozierten Potentials aufweist oder dessen Latenz des zugeordneten Potentials am kürzesten ist. D.h. die Verzögerungszeit, also der Zeitraum zwischen der Applikation des Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 und dem Eintreten einer im Kurvenverlauf des zugehörigen evozierten Potentials auftretenden Reaktion auf die der Applikation des Stimulus Si , S2, S3, S4, S5 ist am kürzesten. Alternatively, it can also be provided that the measure value for determining the order of priority of the perception intensity of the stimuli S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is determined from the test quantity according to the area under the curve described by the evoked potential, and / or the dimension value is based on the latency of the evoked potential associated with the respective stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 . In this case, for example, that stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 has the highest perceptual intensity in the subject 1, which has the largest area under the curve of the associated evoked potential or its latency of the associated potential is the shortest. That is to say the delay time, that is to say the period between the application of the stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 and the occurrence of a response occurring in the course of the curve of the associated evoked potential to the application of the stimulus S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 is the shortest.
Bei einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus einer Testmenge von Stimuli die erste und die zweite Ausführungsform kombiniert. Es wird dabei zunächst ein erster Maßwert nach der ersten Ausführungsform der Erfindung und danach separat ein zweiter Maßwert nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung bestimmt: Der erste Maßwert gibt die Wahrscheinlichkeit einer Übereinstimmung jedes einzelnen Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge von Stimuli mit einem Ziel-Stimulus Z einer Referenzmenge von Stimuli an. Der zweite Maßwert wird basierend auf den zu den jeweiligen Stimuli S1 5 S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge zugehörigen evozierten Potentialen ermittelt. In a third embodiment of a method according to the invention, the first and the second embodiment are combined to determine the ranking of the perception intensity of stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from a test set of stimuli. A first measured value is first determined according to the first embodiment of the invention and then separately a second measured value according to the second embodiment of the invention: the first measured value gives the probability of a match of each individual stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set of stimuli with a target stimulus Z to a reference set of stimuli. The second measure value is determined based on the evoked potentials associated with the respective stimuli S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set.
Als nächster Schritt wird aus den beiden Maßwerten ein gemeinsamer Maßwert bestimmt und derjenige Stimulus S1 5 S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge als Stimulus mit der höchsten Wahrnehmungsintensität beim Probanden 1 ermittelt, für den sowohl der Maßwert für die höchste Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus Z der Referenzmenge, als auch beispielsweise die höchsten Amplitude des zugehörigen evozierten Potentials festgestellt wurde. As the next step, a common dimensional value is determined from the two dimensional values, and the stimulus S 1 S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test quantity is determined as the stimulus with the highest intensity of perception in the subject 1, for whom both the standard value for the highest agreement with the target stimulus Z of the reference quantity, and, for example, the highest amplitude of the associated evoked potential was found.
Diese Verfahrensvariante führt vorteilhafterweise zu besonders zuverlässigen Aussagen über die Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli Si , S2, S3, S4, S5 aus der Testmenge beim Probanden 1 , da mehrere Maßwerte kombiniert werden und sich eventuelle Unschärfen bei der Ermittlung jedes einzelnen Maßwerts derart ausgleichen lassen. This method variant advantageously leads to particularly reliable statements about the ranking of the perception intensity of the stimuli Si, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 from the test set in the subject 1, since several measure values are combined and possible blurring in the determination of each individual measure can be compensated in such a way.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gilt, dass anstelle einer zeitlich aufeinanderfolgenden Applikation der einzelnen Stimuli Z, V1 ..,Vn aus der Referenzmenge von Stimuli bzw. der einzelnen Stimuli S! ,...,Sm aus der Testmenge von Stimuli alternativ auch eine gleichzeitige Applikation mehrerer Stimuli Z, V1 ..,Vn bzw. S1 ..,Sm vorgesehen sein kann. In all the above-described embodiments of a method according to the invention, instead of a temporally successive application of the individual stimuli Z, V 1 ... V n from the reference set of stimuli or the individual stimuli S ! , S m from the test set of stimuli, alternatively, a simultaneous application of multiple stimuli Z, V 1 .., V n or S 1 .., S m may be provided.
In diesem Fall kann beispielsweise durch eine Detektion der Blickrichtung bzw. der Augenbewegung des Probanden 1 festgestellt werden, auf weichen der Stimuli Z, ν1 ..,νη bzw. S! ,...,Sm die Augen des Probanden 1 gerichtet sind. Die Detektion der Augenbewegung startet die Auswertung der einzelnen vom Probanden 1 abgegebenen Hirnströme und aus diesen Hirnströmen werden die mit demjenigen Stimulus Z, V ,...,Vn bzw. Si ,...,Sm zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten Ui , U2, U3, U4 aller EEG-Kanäle bzw. EEG-Elektroden 21 -24 erstellt. Ein basierend auf diesen Daten wie vorstehend beschrieben ermittelter Maßwert wird demjenigen Stimulus Z, V ,...,Vn bzw. Si ,...,Sn zugeordnet, auf den die Augen bei der Aufnahme gerichtet waren. In this case, it can be ascertained, for example, by detecting the line of sight or the eye movement of the subject 1, on soft of the stimuli Z, ν 1 .., ν η or S ! , ..., S m directed the eyes of the subject. 1 The detection of the eye movement starts the evaluation of the individual emitted by the subject 1, and brain waves from these brain waves, the stimulus with that Z, V, ..., V n and Si, ..., S m temporally related EEG data Ui, U 2 , U 3 , U 4 all EEG channels or EEG electrodes 21 -24 created. A measure value determined on the basis of these data as described above is assigned to the stimulus Z, V,..., V n or Si,..., S n , respectively, to which the eyes were directed during the recording.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, das jeder Stimulus Z, V ,...,Vn bzw. Si ,...,Sm mehrfach auf den Probanden 1 appliziert wird, wobei die Applikation eines einzelnen Stimulus Z,
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bzw. Si ,...,Sm nicht zwingend mehrmals hintereinander erfolgen muss, sondern auch ein anderer Stimulus Z, V1 ..,Vn bzw. S1 ..,Sm oder mehrere verschiedene Stimuli Z, ν1 ..,νη bzw. S( Sm abwechselnd appliziert werden kann.
Alternatively, it can also be provided that each stimulus Z, V,..., V n or Si,..., S m is applied multiple times to the subject 1, the application of a single stimulus Z,
Figure imgf000022_0001
or Si, ..., S m need not necessarily take place several times in succession, but also another stimulus Z, V 1 .., V n or S 1 .., S m or several different stimuli Z, ν 1 .. , ν η or S ( S m can be alternately applied.
Für jede Applikation eines Stimulus Z, ν1 ..,νη bzw. S1 ..,Sm wird ein Teil-Merkmals- Vektor aus den zeitlich mit dem Stimulus Z, ν1 ..,νη bzw. S( Sm in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten D U2, U3, U4 aller EEG-Kanäle ermittelt. Aus allen Teil- Merkmals- Vektor desselben Stimulus Z, V1 ..,Vn bzw. S^...^ wird anschließend ein Merkmals-Vektor bzw. eine Merkmals-Matrix für das Bild erstellt, insbesondere indem alle Teil-Merkmals-Vektoren in beliebiger Reihenfolge als Spalten der Merkmals-Matrix aneinandergereiht werden, sodass die Zeilen der Merkmals-Matrix korrespondierende Informationen aus unterschiedlichen Applikationen eines Stimulus Z, Μ^ ,.,.,Μ^ bzw. Si ,...,Sm. enthalten. For each application of a stimulus Z, ν 1 .., ν η or S 1 .., S m is a partial feature vector of the time with the stimulus Z, ν 1 .., ν η and S ( S n m-related EEG data DU 2, U 3, U 4 determines all EEG channels. from all partial Merkmals- vector of the same stimulus Z, V 1 .., V or S ^ ... ^ is a subsequently Feature vector or a feature matrix for the image created, in particular by all sub-feature vectors in any order as columns of the feature matrix are strung together, so that the lines of the feature matrix corresponding information from different applications of a stimulus Z, Μ ^,.,., Μ ^ or Si, ..., S m . contain.
Als Stimuli Z, Μ^ ,.,.,Μ^ für die Referenzmenge von Stimuli bzw. als Stimuli Si ,...,Sm für die Testmenge von Stimuli kommen, wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen, visuelle Reize, insbesondere Bilder, in Frage. Alternativ können auch auditorische Reize oder Geräusche in für einen Menschen hörbaren Frequenzen, insbesondere Abfolgen von Tönen, vibrotaktile Reize oder elektrische Reize an unterschiedlichen Körperteilen, oder die Applikation unterschiedlicher Wörter auf den Probanden 1 durch Vorspielen und/oder Vorsagen und/oder Anzeigen, vorgesehen sein. As stimuli Z, Μ ^,.,., Μ ^ for the reference set of stimuli or as stimuli Si,..., S m for the test set of stimuli, as in the examples described above, visual stimuli, in particular images, in question. Alternatively, auditory stimuli or sounds in frequencies audible to a human, in particular sequences of sounds, vibrotactile stimuli or electrical stimuli on different body parts, or the application of different words on the subjects 1 by auditioning and / or announcements and / or displays, may be provided ,
Bei der Applikation von Stimuli Z, ν1 ..,νη aus der Referenzmenge oder Stimuli S1 ..,Sm aus der Testmenge ist eine kurze Applikationsdauer insbesondere mit einer Applikationsdauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, besonders vorteilhaft. Bei einer kürzeren Applikationsdauer der Reize ist der, im Verlauf der zugehörigen evozierten Potentiale als sogenannte P300 Modalität auftretende, scharf abgegrenzte positive Ausschlag deutlich zu erkennen, sodass die zugehörige Amplitude oder die Fläche unter der Kurve oder auch die Latenz einfacher zu ermitteln sind, als bei längerer Applikationsdauer. Bei der Applikation von einzelnen Wörtern ist daher auch eine Buchstabenanzahl kleiner als 50 vorteilhaft. In the application of stimuli Z, ν 1 .., ν η from the reference amount or stimuli S 1 .., S m from the test amount is a short application time especially with an application time shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / / or greater than 100 ms, particularly advantageous. With a shorter duration of application of the stimuli, the sharply demarcated positive rash occurring in the course of the associated evoked potentials as a so-called P300 modality is clearly recognizable, so that the associated amplitude or the area under the curve or else the latency is easier to determine than at longer application time. When applying individual words, therefore, a number of letters smaller than 50 is also advantageous.
Als praktische Anwendungsgebiete für alle erfindungsgemäßen Verfahren kommen beispielsweise Untersuchungen im Marketingbereich zur Akzeptanz von Firmenlogos oder Produktgestaltung bei einer ausgewählten Zielgruppe, aber auch medizinische Fragestellungen bei Patienten mit Ernährungsstörungen zur Ermittlung von Lebensmitteln für die beim Patienten eine Unverträglichkeit besteht, in Frage. As practical fields of application for all methods according to the invention, for example, investigations in the field of marketing for the acceptance of company logos or product design in a selected target group, but also medical issues in patients with nutritional disorders for the determination of foods for which there is an incompatibility in the patient in question.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli (Si ,...,Sn) aus einer Testmenge von Stimuli bei einem Probanden (1 ) mittels eines Gehirn-Computer-Interface (20), wobei eine Referenzmenge von Stimuli (Z, V1 ..,Vn) aus zumindest einem Ziel-Stimulus (Z) und einer vorgegebenen Anzahl an Vergleichs- Stimuli zusammengesetzt wird, 1 . Method for determining the ranking of the perception intensity of stimuli (Si, ..., S n ) from a test set of stimuli in a subject (1) by means of a brain-computer interface (20), wherein a reference set of stimuli (Z, V 1 .., V n ) is composed of at least one target stimulus (Z) and a predetermined number of comparison stimuli,
wobei in einer Trainingsphase being in a training phase
a) die einzelnen Stimuli (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge auf den Probanden (1 ) appliziert werden, a) the individual stimuli (Z, V,..., V n ) from the reference quantity are applied to the subject (1),
b) wobei nach der Applikation jedes Stimulus (Z, V1 ..,Vn) aus der Referenzmenge die Reaktion des Probanden (1 ) festgestellt wird, indem die vom Stimulus (Z, V1 ..,Vn) bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) des Probanden (1 ) ermittelt werden, und diese EEG-Messdaten (U1 .., Un) dem jeweiligen Stimulus (Z, V1 ..,Vn) zugeordnet werden, wobei für jeden Stimulus (Z, V ,...,Vn) zumindest ein Merkmals-Vektor aus den EEG-Messdaten (U1 .., Un) aller EEG-Kanäle erstellt wird und b) wherein after the application of each stimulus (Z, V 1 .., V n ) from the reference amount, the response of the subject (1) is determined by the stimulus (Z, V 1 .., V n ) caused or the be determined with this time-related EEG measurement data (Ui, ..., U n ) of the subject (1), and these EEG measurement data (U 1 .., U n ) the respective stimulus (Z, V 1 . ., V n ), wherein for each stimulus (Z, V, ..., V n ) at least one feature vector from the EEG measurement data (U 1 .., U n ) of all EEG channels is created and
c) wobei die derart gewonnenen Merkmals- Vektoren der Stimuli (Z, V1 ..,Vn) aus der Referenzmenge einer Klassifikationsanalyse unterzogen werden, wobei eine Unterscheidungsfunktion (F) zur Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli
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von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) ermittelt wird, wobei die Unterscheidungsfunktion angibt, ob ein Stimulus (Z, V ,...,Vn) ein Ziel-Stimulus (Z) oder ein Vergleichs-Stimulus
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ist, und wobei in einer Untersuchungsphase
c) wherein the feature vectors of the stimuli (Z, V 1 .., V n ) thus obtained are subjected to a classification analysis from the reference set, a distinguishing function (F) for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli
Figure imgf000024_0001
is determined from the set of feature vectors of the target stimulus (Z), the discrimination function indicating whether a stimulus (Z, V, ..., V n ) is a target stimulus (Z) or a comparison stimulus
Figure imgf000024_0002
is, and being in an investigation phase
d) eine Testmenge von Stimuli (Si ,...,Sm) auf den Probanden (1 ) appliziert wird, wobei die Testmenge zumindest teilweise oder gänzlich von den Stimuli (Z, V ,...,Vn) der Referenzmenge verschiedene Stimuli (Si ,...,Sm) umfasst, d) a test amount of stimuli (Si, ..., S m ) is applied to the subjects (1), wherein the test amount at least partially or completely different from the stimuli (Z, V, ..., V n ) of the reference amount Comprises stimuli (Si, ..., S m ),
e) wobei nach Applikation jedes Stimulus (Si ,...,Sm) der Testmenge auf dieselbe Weise wie in Schritt b) die EEG-Messdaten (U1 .., Un) des Probanden (1 ) ermittelt werden und basierend auf den EEG-Messdaten (U1 .., Un) für jeden Stimulus (S1 ..,Sm) zunächst ein Merkmals-Vektor erstellt wird und e) wherein after application of each stimulus (Si, ..., S m ) of the test amount in the same manner as in step b) the EEG measurement data (U 1 .., U n ) of the subject (1) are determined and based on the EEG measurement data (U 1 .., U n ) for each stimulus (S 1 .., S m ) first a feature vector is created and
f) wobei jeweils die Unterscheidungsfunktion (F) auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus (S1 ..,Sm) der Testmenge angewendet wird und derart ein ersterf) wherein each of the distinguishing function (F) is applied to the feature vector of each stimulus (S 1 .., S m ) of the test set and such a first
Maßwert für die Übereinstimmung jedes Stimulus (S( Sm) der Testmenge mit demMeasure for the match of each stimulus (S ( S m ) of the test set with the
Ziel-Stimulus (Z) der Referenzmenge ermittelt wird, und g) wobei eine Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (S1 ..,Sm) der Testmenge entsprechend dem ersten Maßwert für die Übereinstimmung mit dem Ziel- Stimulus (Z) der Referenzmenge erstellt wird. Target stimulus (Z) of the reference quantity is determined, and g) wherein a ranking of the perceptual intensity of the stimuli (S 1 .., S m ) of the test set corresponding to the first measure of the match with the target stimulus (Z) of the reference set is established.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmals- Vektoren der Stimuli der Referenzmenge einer der folgenden Arten von Klassifikationsanalyse unterzogen werden : 2. Method according to claim 1, characterized in that the feature vectors of the stimuli of the reference quantity are subjected to one of the following types of classification analysis:
- Diskriminanzanalyse, insbesondere lineare Diskriminanzanalyse,  - Discriminant analysis, in particular linear discriminant analysis,
- Support vector machines,  - Support vector machines,
- neuronale Netzwerke,  - neural networks,
- andere Diskriminierungsfunktionen.  - other discrimination functions.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Stimulus (S1 ..,Sm) der Testmenge mit dem Maßwert für die höchste Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus (Z) der Referenzmenge dem Stimulus (S^-^Sm) mit der höchsten Wahrnehmungsintensität entspricht. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the stimulus (S 1 .., S m ) of the test set with the measure of the highest agreement with the target stimulus (Z) of the reference amount of the stimulus (S ^ - ^ S m ) corresponds to the highest perceptual intensity.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maßwert den Abstand von einer durch die Unterscheidungsfunktion (F) angegebenen Diskriminierungsgeraden oder Diskriminierungsebene angibt. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the dimension value indicates the distance from a by the distinguishing function (F) specified discrimination line or discrimination level.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge mehrfach auf den Probanden (1 ) appliziert wird und dass bei der Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Mittelwert der Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) herangezogen wird oder dass die Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) herangezogen werden. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each stimulus (Si, ..., S m ) from the test amount is repeatedly applied to the subject (1) and that in the determination of the order of priority of the perception intensity of the mean value of the measured values From all applications of each stimulus (Si, ..., S m ) is used or that the measures from all applications of each stimulus (Si, ..., S m ) are used.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trainingsphase ein Maßwert für die Wahrscheinlichkeit der Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli (V ...,Vn) von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) durch die Unterscheidungsfunktion (F) ermittelt wird, insbesondere dass bei Unterschreiten einer vorgegebenen Schwellen- Wahrscheinlichkeit oder Schwellen-Genauigkeit der Abgrenzung das Verfahren abgebrochen wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the training phase, a measure of the probability of delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli (V ..., V n ) of the set of feature vectors of Target stimulus (Z) is determined by the distinguishing function (F), in particular that when falling below a predetermined threshold probability or threshold accuracy of the delimitation process is aborted.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trainingsphase wiederholt 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that repeated in the training phase
- gemäß Schritt a) und b) nach Anspruch 1 Merkmals-Vektoren für die einzelnen Stimuli (Z, V ,...,Vn) der Referenzmenge erstellt werden, die Merkmals-Vektoren jedes einzelnen Stimulus (Z, V ,...,Vn) der Referenzmenge aus allen Wiederholungen einer Klassifikationsanalyse unterzogen werden, und according to step a) and b) according to claim 1 feature vectors for the individual stimuli (Z, V, ..., V n ) of the reference set are created, the feature vectors of each stimulus (Z, V, ... , V n ) of the reference set from all repetitions are subjected to a classification analysis, and
- eine Unterscheidungsfunktion (F) zur Abgrenzung der Menge der Merkmals- Vektoren der Vergleichs-Stimuli (V^-.^Vn) von der Menge der Merkmals- Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) ermittelt wird, und - a distinguishing function (F) for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli (V ^ -. ^ V n ) from the set of feature vectors of the target stimulus (Z) is determined, and
dass nach jeder Wiederholung oder jeweils nach einer Anzahl von Wiederholungen die Unterscheidungsfunktion (F) auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus (Z, ... n) der Referenzmenge angewendet wird und derart überprüft wird, ob die erzielte Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli (V ...,Vn) von der Menge der Merkmals- Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) einer vorgegebenen Genauigkeit genügt. that after each repetition or in each case after a number of repetitions, the distinguishing function (F) is applied to the feature vector of each individual stimulus (Z,... n ) of the reference quantity and it is checked in such a way as to determine whether the quantity of feature set obtained Vectors of the comparison stimuli (V ..., V n ) from the set of feature vectors of the target stimulus (Z) of a given accuracy are sufficient.
8. Verfahren zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli (S1 ..,Sm) aus einer Testmenge von Stimuli bei einem Probanden (1 ) mittels eines Gehirn-Computer-Interface (20), dadurch gekennzeichnet, dass 8. A method for determining the ranking of the perception intensity of stimuli (S 1 .., S m ) from a test set of stimuli in a subject (1) by means of a brain-computer interface (20), characterized in that
a) die einzelnen Stimuli (Si,...,Sm) aus der Testmenge auf den Probanden (1 ) appliziert werden, a) the individual stimuli (Si, ..., S m ) are applied from the test quantity to the subject (1),
b) wobei nach der Applikation jedes Stimulus (Si,...,Sm) aus der Testmenge die Reaktion des Probanden (1 ) festgestellt wird, indem die vom Stimulus (Si,...,Sm) bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten (Ui,..., Un) des Probanden (1 ) mit einer vorgegebenen Anzahl an EEG-Kanälen ermittelt werden, und diese EEG-Messdaten (Ui,..., Un) dem jeweiligen Stimulus (Si,...,Sn) zugeordnet werden, wobei ein evoziertes Potential für jeden einzelnen Stimulus als Mittelwert der EEG-Messdaten (Ui,..., Un) aus der vorgegebenen Anzahl an EEG-Kanälen ermittelt wird, und b) wherein after the application of each stimulus (Si, ..., S m ) from the test set the reaction of the subject (1) is determined by the stimulus (Si, ..., S m ) caused or with this temporally related EEG measurement data (Ui, ..., U n ) of the subject (1) are determined with a predetermined number of EEG channels, and these EEG measurement data (Ui, ..., U n ) the respective Stimulus (Si, ..., S n ) are assigned, with an evoked potential for each stimulus as an average of the EEG measurement data (Ui, ..., U n ) is determined from the predetermined number of EEG channels, and
c) wobei die Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (S( Sm) derc) where the order of the perception intensity of the stimuli (S ( S m ) of the stimuli
Testmenge aus einem zweiten Maßwert ermittelt wird, der insbesondere nach der Amplitude der aus den EEG-Messdaten (U1 .., Un) abgeleiteten evozierten Potentiale ermittelt wird, wobei eine höhere Amplitude eine höhere Wahrnehmungsintensität indiziert. Test quantity is determined from a second measure, which is determined in particular according to the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data (U 1 .., U n ), wherein a higher amplitude indicates a higher perceptual intensity.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Stimulus (S^-.^Sn) der Testmenge mit der höchsten ermittelten Amplitude des zugehörigen evozierten Potentials dem Stimulus (S1 ..,Sm) mit der höchsten Wahrnehmungsintensität entspricht. 9. The method according to claim 8, characterized in that that stimulus (S ^ -. ^ S n ) of the test set with the highest determined amplitude of the associated evoked potential corresponds to the stimulus (S 1 .., S m ) with the highest perceptual intensity.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (Si ,...,Sm) aus der Testmenge nach der Fläche unter der Kurve des evozierten Potentials, wobei eine große Fläche unter der Kurve eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert, und/oder nach der Latenz des evozierten Potentials, wobei eine kurze Latenz eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert, ermittelt wird. 10. The method according to any one of claims 8 or 9, characterized in that the ranking of the intensity of perception of the stimuli (Si, ..., S m ) from the test amount to the area under the evoked potential curve, wherein a large area under the Curve indicates a high perceptual intensity, and / or after the latency of the evoked potential, with a short latency indicating a high perceptual intensity is determined.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Untersuchungsphase zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (S1 ..,Sm) aus der Testmenge ein erster Maßwert nach Anspruch 1 und zusätzlich ein zweiter Maßwert nach Anspruch 8 ermittelt werden, 1 1. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the examination phase for determining the ranking of the perception intensity of the stimuli (S 1 .., S m ) from the test amount a first Maßwert according to claim 1 and additionally a second Maßwert according to claim 8 be determined,
wobei zur Festlegung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (S1 ..,Sm) ein gemeinsamer Maßwert aus den beiden ermittelten Maßwerten bestimmt wird. wherein for determining the order of priority of the perceptual intensity of the stimuli (S 1 .., S m ), a common measured value is determined from the two determined dimensional values.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Maßwert eine umso größere Wahrnehmungsintensität indiziert, je größer die vom ersten Maßwert indizierte Übereinstimmung des Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus (Z) der Referenzmenge ist und je größer die vom zweiten Maßwert indizierte Wahrnehmungsintensität ist. 12. The method according to claim 11, characterized in that the common dimension value indicates the greater the intensity of perception, the greater the index of the first measure indicated agreement of the stimulus (Si, ..., S m ) from the test set with the target stimulus ( Z) is the reference quantity and the greater the intensity of perception indicated by the second measure.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Stimuli (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder die einzelnen Stimuli (Si ,...,Sm) aus der Testmenge zeitlich aufeinanderfolgend auf den Probanden (1 ) appliziert werden, wobei auf jeden einzelnen Stimulus (Z, V ,...,Vn) aus der13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the individual stimuli (Z, V, ..., V n ) from the reference amount and / or the individual stimuli (Si, ..., S m ) from the test amount temporally successive on the subjects (1) are applied, with each individual stimulus (Z, V, ..., V n ) from the
Referenzmenge und/oder auf jeden einzelnen Stimulus (S( Sm) aus der Testmenge ein applikationsfreier Zeitraum folgt. Reference quantity and / or to each individual stimulus (S ( S m ) from the test amount followed by an application-free period.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem festgelegten zeitlichen Referenzintervall vor der Applikation eines jeden Stimulus (Z, V1 ..,Vn) aus der Referenzmenge und/oder vor der Applikation eines jeden Stimulus (S1 ..,Sm) aus der Testmenge ein Spannungs-Offsetwert ermittelt wird und der Spannungs-Offsetwert von den dem jeweiligen Stimulus (Z, V ...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder den dem jeweiligen Stimulus (S1 ..,Sm) aus der Testmenge zugeordneten EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) abgezogen wird. 14. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that (in a fixed reference time interval prior to the application of each stimulus (Z, V 1 .., V n) from the reference amount and / or prior to the application of each stimulus S 1 .., S m ) from the test set a voltage offset value is determined and the voltage offset value of the respective stimulus (Z, V ..., V n ) from the Reference quantity and / or the respective stimulus (S 1 .., S m ) from the test set associated EEG measurement data (Ui, ..., U n ) is subtracted.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden einzelnen Stimulus (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge eine Applikationsdauer vorgegeben wird, insbesondere, dass für alle Stimuli eine gleich lange Applikationsdauer vorgegeben wird, und/oder 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for each individual stimulus (Z, V, ..., V n ) from the reference amount and / or for each stimulus (Si, ..., S m ) the test amount is given an application duration, in particular, that for all stimuli an equally long application time is specified, and / or
dass eine Anzahl an Wiederholungen für jeden einzelnen Stimulus (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge vorgegeben wird, insbesondere, dass alle Stimuli mit der gleichen Anzahl an Wiederholungen wiederholt werden, und/oder in that a number of repetitions for each individual stimulus (Z, V,..., V n ) is given from the reference quantity and / or for each individual stimulus (Si,..., S m ) from the test set, in particular all stimuli are repeated with the same number of repetitions, and / or
dass die Dauer des applikationsfreien Zeitraums nach jedem einzelnen Stimulus (Z, that the duration of the application-free period after each individual stimulus (Z,
V ,...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder nach jedem einzelnen Stimulus (S( Sm) aus der Testmenge vorgegeben wird, insbesondere, dass für alle/vor allen Stimuli eine gleich lange Dauer des applikationsfreien Zeitraums vorgegeben wird. V, ..., V n ) from the reference quantity and / or after each individual stimulus (S ( S m ) from the test set is specified, in particular that for all / before all stimuli an equal duration of the application-free period is specified.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimuli (Z, V ...,Vn) aus der Referenzmenge und die Stimuli (S1 ..,Sm) aus der Testmenge Reize zumindest einer der folgenden Arten umfassen : 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the stimuli (Z, V ..., V n ) from the reference amount and the stimuli (S 1 .., S m ) from the test amount stimuli of at least one of the following types include:
- visuelle Reize, insbesondere Bilder, insbesondere mit einer Anzeigedauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 100 ms, die dem Probanden (1 ) mittels eines Bildschirms vorgeführt werden, und/oder  - visual stimuli, in particular images, in particular with a display duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 100 ms, which are presented to the subject (1) by means of a screen, and / or
auditorische Reize oder Geräusche in für einen Menschen hörbaren Frequenzen, insbesondere Abfolgen von Tönen, vorzugsweise mit einer Gesamtdauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 1 00 ms, wobei die jeweiligen Töne dem Probanden (1 ) vorgespielt werden, und/oder  auditory stimuli or sounds in human audible frequencies, in particular sequences of tones, preferably with a total duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 1 00 ms, wherein the respective sounds the subject (1) played be, and / or
- vibrotaktile Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 1 00 ms, die dem Probanden (1 ) mittels Vibrationseinheiten appliziert werden, und/oder  - Vibrotaktile stimuli on different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 1 00 ms, which are applied to the subject (1) by means of vibration units, and / or
elektrische Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 1 00 ms, die dem Probanden (1 ) mittels elektrischer Stimulatoren appliziert werden, und/oder die Applikation unterschiedlicher Wörter, insbesondere Namen, bevorzugt mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 1000 ms, und/oder größer als 100 ms, wobei die Applikation darin besteht, dass die jeweiligen Wörter dem Probanden (1 ) vorgespielt und/oder vorgesagt und/oder angezeigt werden. electrical stimuli on different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 1 00 ms, which are applied to the subject (1) by means of electrical stimulators, and / or the application of different words, in particular names, preferably with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 1000 ms, and / or greater than 100 ms, the application being that the respective words are played to the subject (1) and / or predicted and / or displayed become.
17. Vorrichtung zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli (Si ,...,Sn) aus einer Testmenge von Stimuli bei einem Probanden (1 ) umfassend eine Elektrodenhaube, umfassend eine Anzahl von EEG-Elektroden (21 , 22, ...),17. Apparatus for determining the order of the intensity of perception of stimuli (Si,..., S n ) from a test quantity of stimuli in a subject (1) comprising an electrode cap, comprising a number of EEG electrodes (21, 22, .. .)
- ein der Elektrodenhaube nachgeschaltetes Gehirn-Computer-Interface (20), wobei das Gehirn-Computer-Interface (20) dazu ausgebildet ist, die jeweils an den EEG- Elektroden (21 , 22, ...) anliegenden Spannungen zu messen und Messergebnisse als EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) zur Verfügung zu stellen - An electrode hood downstream of the brain-computer interface (20), wherein the brain-computer interface (20) is adapted to each of the EEG electrodes (21, 22, ...) to measure voltages and measurement results as EEG measurement data (Ui, ..., U n )
- eine dem Gehirn-Computer-Interface (20) nachgeschaltete Steuereinheit (30) und - A the brain-computer interface (20) downstream control unit (30) and
- zumindest eine der Steuereinheit (30) nachgeschaltete Stimulationseinheit (40) wobei in der Steuereinheit (30) Ansteuerungsanweisungen für die Stimulationseinheit (40) zur Applikation einer Referenzmenge von Stimuli (Z, V1 ..,Vn) zusammengesetzt aus zumindest einem Ziel-Stimulus (Z) und einer vorgegebenen Anzahl an Vergleichs- Stimuli (V1 ..,Vn) und einer Testmenge von Stimuli (S1 ..,Sm) hinterlegt sind, wobei die Testmenge zumindest teilweise oder gänzlich von den Stimuli (Z, V1 ..,Vn) der Referenzmenge verschiedene Stimuli (S( Sm) umfasst, und - at least one of the control unit (30) downstream stimulation unit (40) wherein in the control unit (30) control instructions for the stimulation unit (40) for applying a reference amount of stimuli (Z, V 1 .., V n ) composed of at least one target Stimulus (Z) and a predetermined number of comparison stimuli (V 1 .., V n ) and a test set of stimuli (S 1 .., S m ) are deposited, the test amount at least partially or entirely of the stimuli (Z , V 1 .., V n ) of the reference set comprises different stimuli (S ( S m ), and
wobei die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, wherein the control unit (30) is designed to
in einer Trainingsphase  in a training phase
die Stimulationseinheit (40) anzusteuern und die einzelnen Stimuli (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge über die Stimulationseinheit (40) auf den Probanden (1 ) zu applizieren, to control the stimulation unit (40) and to apply the individual stimuli (Z, V, ..., V n ) from the reference quantity to the subject (1) via the stimulation unit (40),
die vom Gehirn-Computer-Interface (20) bereitgestellten, vom Stimulus (Z, V ,...,Vn) bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) des Probanden (1 ), nach der Applikation jedes Stimulus (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge dem jeweiligen Stimulus (Z, V ,...,Vn) zuzuordnen und derart die Reaktion des Probanden (1 ) festzustellen, the EEG measurement data (Ui,..., U n ) provided by the brain-computer interface (20), caused by the stimulus (Z, V,..., V n ) or the temporally related EEG measurement data (Ui,..., U n ) of the subject (1) to assign each stimulus (Z, V, ..., V n ) from the reference set to the respective stimulus (Z, V, ..., V n ) after the application and thus to determine the response of the subject (1) .
für jeden Stimulus (Z, V ,...,Vn) zumindest einen Merkmals-Vektor aus den EEG- Messdaten (Ui ,..., Un) aller EEG-Kanäle zu erstellen und for each stimulus (Z, V, ..., V n ) at least one feature vector from the EEG measurement data (Ui, ..., U n ) of all EEG channels to create and
die derart gewonnenen Merkmals-Vektoren der Stimuli (Z, ν1 ..,νη) aus der Referenzmenge einer Klassifikationsanalyse zu unterziehen und eine Unterscheidungsfunktion (F) zur Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli (V1 ..,Vn) von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) zu ermitteln, wobei die Unterscheidungsfunktion angibt, ob ein Stimulus (Z, V ,...,Vn) ein Ziel-Stimulus (Z) oder ein Vergleichs-Stimulus (V ...,Vn) ist, und wobei die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, to subject the feature vectors of the stimuli (Z, ν 1 ..., ν η ) thus obtained to a classification analysis from the reference set and a distinguishing function (F) to delimit the set of feature vectors of the comparison stimuli (V 1 . Vn) from the set of feature vectors of the target stimulus (Z), the distinguishing function indicating whether a stimulus (Z, V, ..., V n ) is a target stimulus (Z) or a comparison stimulus Stimulus (V ..., V n ), and wherein the control unit (30) is adapted to
in einer Untersuchungsphase die Stimulationseinheit (40) anzusteuern und die Testmenge von Stimuli (S( Sm) über die Stimulationseinheit (40) auf den Probanden (1 ) zu applizieren , in an investigation phase to control the stimulation unit (40) and to apply the test quantity of stimuli (S ( S m ) to the subject (1) via the stimulation unit (40),
die vom Gehirn-Computer-Interface (20) bereitgestellten, vom Stimulus (Si ,...,Sm) bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) des Probanden (1 ), nach der Applikation jedes Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge dem jeweiligen Stimulus (Si ,...,Sm) zuzuordnen und derart die Reaktion des Probanden (1 ) festzustellen, the EEG measurement data (Ui,..., U n ) provided by the brain-computer interface (20), caused by the stimulus (Si,..., S m ) or the temporally related EEG measurement data (Ui,..., U n ) of the subject (1 ) to assign each stimulus (Si, ..., S m ) from the test quantity to the respective stimulus (Si, ..., S m ) after the application and thus determine the response of the test person (1),
für jeden Stimulus (Si,...,Sm) zumindest einen Merkmals-Vektor aus den EEG- Messdaten (Ui ,..., Un) aller EEG-Kanäle zu erstellen, for each stimulus (Si, ..., S m ) to generate at least one feature vector from the EEG measurement data (Ui, ..., U n ) of all EEG channels,
die Unterscheidungsfunktion (F) auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus (S^-.^Sm) der Testmenge anzuwenden und derart einen ersten Maßwert für die Übereinstimmung jedes Stimulus (S,,...^) der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus (Z) der Referenzmenge zu ermitteln, und apply the distinguishing function (F) to the feature vector of each individual stimulus (S ^ -. ^ S m ) of the test set and so obtain a first measure of the fit of each stimulus (S ,, ... ^) of the test set with the target Stimulus (Z) to determine the reference quantity, and
eine Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (S( Sm) der Testmenge entsprechend dem ersten Maßwert für die Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus (Z) der Referenzmenge zu erstellen. to create a ranking of the perceptual intensity of the stimuli (S ( S m ) of the test set corresponding to the first measure of agreement with the target stimulus (Z) of the reference set.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Merkmals- Vektoren der Stimuli der Referenzmenge einer der folgenden Arten von Klassifikationsanalyse zu unterziehen: 18. Device according to claim 17, characterized in that the control unit (30) is adapted to subject the feature vectors of the stimuli of the reference set to one of the following types of classification analysis:
- Diskriminanzanalyse, insbesondere lineare Diskriminanzanalyse,  - Discriminant analysis, in particular linear discriminant analysis,
- Support vector machines,  - Support vector machines,
- neuronale Netzwerke,  - neural networks,
- andere Diskriminierungsfunktionen.  - other discrimination functions.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, denjenigen Stimulus (Si ,...,Sm) der Testmenge mit dem Maßwert für die höchste Übereinstimmung mit dem Ziel-Stimulus (Z) der Referenzmenge als den Stimulus (S1 ..,Sm) mit der höchsten Wahrnehmungsintensität zu identifizieren. 19. The apparatus of claim 17 or 18, characterized in that the control unit (30) is adapted to that stimulus (Si, ..., S m ) of the test set with the measure value for the highest match with the target stimulus (Z ) of the reference set as the stimulus (S 1 .., S m ) with the highest perceptual intensity.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, als Maßwert den Abstand von einer durch die Unterscheidungsfunktion (F) angegebenen Diskriminierungsgeraden oder Diskriminierungsebene zu ermitteln. 20. Device according to claim 17 or 18, characterized in that the control unit (30) is designed to determine the distance from a discriminating line or discrimination level specified by the distinguishing function (F) as a dimensional value.
21 . Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Stimulationseinheit (40) anzusteuern, jeden Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge mehrfach auf den Probanden (1 ) zu applizieren und 21. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (30) is designed to control the stimulation unit (40), each stimulus (Si, ..., S m ) from the test amount multiple times to the subject (1) apply and
bei der Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Mittelwert der Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) oder die Maßwerte aus allen Applikationen jedes einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) heranzuziehen. in the determination of the ranking of the perception intensity, the average of the measurement values from all applications of each individual stimulus (Si, ..., S m ) or the measurement values from all applications of each individual stimulus (Si, ..., S m ).
22. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, in der Trainingsphase einen Maßwert für die Wahrscheinlichkeit der Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli (V1 ..,Vn) von der Menge der Merkmals-Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) durch die Unterscheidungsfunktion (F) zu ermitteln, 22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (30) is adapted, in the training phase, a measure of the probability of delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli (V 1 .., V n ) from the set of feature vectors of the target stimulus (Z) by the discriminating function (F),
insbesondere, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, bei Unterschreiten einer vorgegebenen Schwellen-Wahrscheinlichkeit oder Schwellen-Genauigkeit der Abgrenzung die Stimulationseinheit (40) anzusteuern und über die Stimulationseinheit (40) einen Warnhinweis abzugeben insbesondere auch die Trainingsphase zu beenden.  In particular, the control unit (30) is designed to control the stimulation unit (40) when it falls below a predetermined threshold probability or threshold accuracy of the delimitation and to issue a warning via the stimulation unit (40), in particular also to terminate the training phase.
23. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, in der Trainingsphase wiederholt:23. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (30) is adapted to repeated in the training phase:
- die Stimuli (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge über die Stimulationseinheit (40) auf den Probanden (1 ) zu applizieren, to apply the stimuli (Z, V,..., V n ) from the reference quantity to the subject (1) via the stimulation unit (40),
- Merkmals-Vektoren für die einzelnen Stimuli (Z, V ,...,Vn) der Referenzmenge zu erstellen - Create feature vectors for the individual stimuli (Z, V, ..., V n ) of the reference set
- die Merkmals-Vektoren jedes einzelnen Stimulus (Z, V ,...,Vn) der Referenzmenge aus allen Wiederholungen einer Klassifikationsanalyse zu unterziehen, - subject the feature vectors of each reference stimulus (Z, V, ..., V n ) to all the repetitions of a classification analysis,
- eine Unterscheidungsfunktion (F) zur Abgrenzung der Menge der Merkmals- Vektoren der Vergleichs-Stimuli (V ...,Vn) von der Menge der Merkmals- Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) zu ermitteln, und to determine a distinguishing function (F) for delimiting the set of feature vectors of the comparison stimuli (V ..., V n ) from the set of feature vectors of the target stimulus (Z), and
- nach jeder Wiederholung die Unterscheidungsfunktion (F) auf den Merkmals-Vektor jedes einzelnen Stimulus (Z, V1 ..,Vn) der Referenzmenge anzuwenden und derart zu überprüfen, ob die erzielte Abgrenzung der Menge der Merkmals-Vektoren der Vergleichs-Stimuli (V1 ..,Vn) von der Menge der Merkmals- Vektoren des Ziel-Stimulus (Z) einer vorgegebenen Genauigkeit genügt. after each repetition, apply the distinguishing function (F) to the feature vector of each individual stimulus (Z, V 1 ..., V n ) of the reference set and to check whether the obtained delimitation of the set of feature vectors of the comparison stimuli (V 1 .., V n ) of the set of feature vectors of the target stimulus (Z) satisfies a predetermined accuracy.
24. Vorrichtung zur Bestimmung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität von Stimuli (Si ,...,Sn) aus einer Testmenge von Stimuli bei einem Probanden (1 ) umfassend eine Elektrodenhaube, umfassend eine Anzahl von EEG-Elektroden (21 , 22, ...),24. An apparatus for determining the order of magnitude of the perception intensity of stimuli (Si,..., S n ) from a test set of stimuli in a subject (1) comprising an electrode cap comprising a number of EEG electrodes (21, 22, .. .)
- ein der Elektrodenhaube nachgeschaltetes Gehirn-Computer-Interface (20), wobei das Gehirn-Computer-Interface (20) dazu ausgebildet ist, die jeweils an den EEG- Elektroden (21 , 22, ...) anliegenden Spannungen zu messen und Messergebnisse als EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) zur Verfügung zu stellen - An electrode hood downstream of the brain-computer interface (20), wherein the brain-computer interface (20) is adapted to each of the EEG electrodes (21, 22, ...) to measure voltages and measurement results as EEG measurement data (Ui, ..., U n )
- eine dem Gehirn-Computer-Interface (20) nachgeschaltete Steuereinheit (30) und - A the brain-computer interface (20) downstream control unit (30) and
- zumindest eine der Steuereinheit (30) nachgeschaltete Stimulationseinheit (40) dadurch gekennzeichnet, at least one stimulation unit (40) connected downstream of the control unit (30) is characterized in that
dass in der Steuereinheit (30) Ansteuerungsanweisungen für die Stimulationseinheit (40) zur Applikation einer Testmenge von Stimuli (S1 ..,Sm) hinterlegt sind, und that in the control unit (30) control instructions for the stimulation unit (40) for applying a test amount of stimuli (S 1 .., S m ) are stored, and
dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, the control unit (30) is designed to
die Stimulationseinheit (40) anzusteuern und die einzelnen Stimuli (S1 ..,Sm) aus der Testmenge über die Stimulationseinheit (40) auf den Probanden (1 ) zu applizieren, die vom Gehirn-Computer-Interface (20) bereitgestellten, vom Stimulus (S( Sm) bewirkten oder die mit diesem zeitlich in Zusammenhang stehenden EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) des Probanden (1 ), nach der Applikation jedes Stimulus (SL - ^SJ aus derto control the stimulation unit (40) and to apply the individual stimuli (S 1 .., S m ) from the test set via the stimulation unit (40) to the subject (1) provided by the brain-computer interface (20), from Stimulus (S ( S m ) caused or the temporally related EEG measurement data (Ui, ..., U n ) of the subject (1), after the application of each stimulus (SL - ^ SJ from the
Testmenge dem jeweiligen Stimulus (S( Sm) zuzuordnen und derart die Reaktion des Probanden (1 ) festzustellen, Allocate the test quantity to the respective stimulus (S ( S m ) and thus determine the response of the subject (1),
zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (Si ,...,Sm) der Testmenge einen zweiten Maßwert, insbesondere nach der Amplitude der aus den EEG-Messdaten (Ui ,..., Un) abgeleiteten evozierten Potentiale, zu ermitteln, wobei eine höhere Amplitude eine höhere Wahrnehmungsintensität indiziert. to determine the ranking of the perception intensity of the stimuli (Si,..., S m ) of the test set, to determine a second measured value, in particular according to the amplitude of the evoked potentials derived from the EEG measurement data (Ui,..., U n ) , where a higher amplitude indicates a higher perceptual intensity.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, denjenigen Stimulus (Si ,...,Sn) der Testmenge mit der höchsten ermittelten Amplitude des zugehörigen evozierten Potentials als den Stimulus (S1 ..,Sm) mit der höchsten Wahrnehmungsintensität zu identifizieren. 25. The device according to claim 24, characterized in that the control unit (30) is adapted to those stimulus (Si, ..., S n) of the test set with the highest determined amplitude of the associated evoked potential (as the stimulus S1. ., S m ) with the highest perceptual intensity.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (S( Sm) aus der Testmenge 26. Device according to one of claims 24 or 25, characterized in that the control unit (30) is adapted to the ranking of the perception intensity of the stimuli (S ( S m ) from the test set
nach der Fläche unter der Kurve des evozierten Potentials zu ermitteln, wobei eine große Fläche unter der Kurve eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert, und/oder nach der Latenz des evozierten Potentials zu ermitteln, wobei eine kurze Latenz eine hohe Wahrnehmungsintensität indiziert. to determine the area under the evoked potential curve, where a large area under the curve indicates a high perceptual intensity, and / or to determine the latency of the evoked potential, with a short latency indicating a high perceptual intensity.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, in der Untersuchungsphase zur Ermittlung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (Si ,...,Sm) aus der Testmenge einen ersten Maßwert durch Anwenden der Unterscheidungsfunktion (F) auf den Merkmals- Vektor jedes einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) der Testmenge und zusätzlich einen zweiten Maßwert, insbesondere nach der Amplitude der aus den EEG- Messdaten (Ui ,..., Un) abgeleiteten evozierten Potentiale, zu ermitteln, 27. Device according to one of claims 1 7 to 23, characterized in that the control unit (30) is adapted, in the investigation phase for determining the order of priority of the perception intensity of the stimuli (Si, ..., S m ) from the test amount first measure value by applying the discriminating function (F) to the feature vector of each stimulus (Si, ..., S m ) of the test set and additionally a second measure, in particular according to the amplitude of the from the EEG measurement data (Ui, .. ., U n ) derived evoked potentials to determine
und zur Festlegung der Rangfolge der Wahrnehmungsintensität der Stimuli (Si ,...,Sm) einen gemeinsamen Maßwert aus den beiden ermittelten Maßwerten zu bestimmen. and to determine the order of priority of the intensity of perception of the stimuli (Si,..., S m ) to determine a common measure value from the two determined dimensional values.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) eine umso größere Wahrnehmungsintensität des gemeinsamen Maßwerts identifiziert, je größer die vom ersten Maßwert indizierte Übereinstimmung des Stimulus (S( Sm) aus der Testmenge mit dem Ziel-Stimulus (Z) der Referenzmenge ist und je größer die vom zweiten Maßwert indizierte Wahrnehmungsintensität ist. 28. Method according to claim 27, characterized in that the control unit (30) identifies a greater perception intensity of the common dimension value, the greater the index of the stimulus (S ( S m ) of the test quantity with the target stimulus indexed by the first measurement value ( Z) is the reference quantity and the greater the intensity of perception indicated by the second measure.
29. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Stimulationseinheit (40) anzusteuern, die einzelnen Stimuli (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder die einzelnen Stimuli (Si ,...,Sm) aus der Testmenge zeitlich aufeinanderfolgend auf den Probanden (1 ) zu applizieren, und auf jeden einzelnen Stimulus (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder auf jeden einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge einen applikationsfreien Zeitraum folgen zu lassen. 29. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit (30) is adapted to control the stimulation unit (40), the individual stimuli (Z, V, ..., V n ) from the reference amount and / or to apply the individual stimuli (Si,..., S m ) from the test quantity in succession to the subject (1), and to each individual stimulus (Z, V,..., V n ) from the reference quantity and / or to follow each single stimulus (Si, ..., S m ) from the test quantity an application-free period.
30. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehirn-Computer-Interface (20) eine Spannungs-Offset-Einheit umfasst, wobei die Spannungs-Offset-Einheit dazu ausgebildet ist, in einem festgelegten zeitlichen Referenzintervall vor der Applikation eines jeden Stimulus (Z, V1 ..,Vn) aus der Referenzmenge und/oder vor der Applikation eines jeden Stimulus (S1 ..,Sm) aus der Testmenge ein Spannungs-Offsetwert zu ermitteln und den Spannungs-Offsetwert von den dem jeweiligen Stimulus (Z, V ...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder den dem jeweiligen Stimulus (S1 ..,Sm) aus der Testmenge zugeordneten EEG-Messdaten (U1 .., Un) abzuziehen. 30. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the brain-computer interface (20) comprises a voltage-offset unit, wherein the voltage-offset unit is adapted to a predetermined time reference interval before the application of a each stimulus (Z, V 1 .., V n ) from the reference quantity and / or before the application of each stimulus (S 1 .., S m ) from the test amount to determine a voltage offset value and the voltage offset value of the the respective stimulus (Z, V ..., V n ) from the reference quantity and / or the EEG measured data (U 1 .., U n ) assigned to the respective stimulus (S 1 .., S m ) from the test set ,
31 . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (30) zu Vorgabe einer Applikationsdauer für jeden einzelnen Stimulus (Z, V1 ..,Vn) aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge ausgebildet ist, insbesondere, dass die Steuereinheit (30) zur Vorgabe einer gleich langen Applikationsdauer für alle Stimuli ausgebildet ist, und/oder 31. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (30) for specifying an application duration for each individual Stimulus (Z, V 1 .., V n ) from the reference amount and / or for each stimulus (Si, ..., S m ) is formed from the test amount, in particular, that the control unit (30) for setting an equal long application time is designed for all stimuli, and / or
dass die Steuereinheit (30) zu Vorgabe einer Anzahl an Wiederholungen für jeden einzelnen Stimulus (Z, V ,...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder für jeden einzelnen Stimulus (Si ,...,Sm) aus der Testmenge ausgebildet ist, insbesondere, dass die Steuereinheit (30) zu Vorgabe einer gleichen Anzahl an Wiederholungen für alle Stimuli ausgebildet ist, und/oder that the control unit (30) for presetting a number of repetitions for each individual stimulus (Z, V, ..., V n ) from the reference amount and / or for each individual stimulus (Si, ..., S m ) from the Test set is formed, in particular, that the control unit (30) is designed to specify an equal number of repetitions for all stimuli, and / or
dass die Steuereinheit (30) zu Vorgabe einer Dauer des applikationsfreien Zeitraums nach jedem einzelnen Stimulus (Z, V ...,Vn) aus der Referenzmenge und/oder nach jedem einzelnen Stimulus (S( Sm) aus der Testmenge ausgebildet ist, insbesondere, dass die Steuereinheit (30) zu Vorgabe einer gleich langen Dauer des applikationsfreien Zeitraums nach allen Stimuli ausgebildet ist. in that the control unit (30) is configured to prescribe a duration of the application-free period after each individual stimulus (Z, V ..., V n ) from the reference quantity and / or after each individual stimulus (S ( S m ) from the test quantity, in particular, that the control unit (30) is designed to specify an equal length of the application-free period after all stimuli.
32. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationseinheit (40) zur Applikation von Stimuli zumindest einer der folgenden Arten ausgebildet ist: 32. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stimulation unit (40) is designed for the application of stimuli of at least one of the following types:
visuelle Reize, insbesondere Bilder, insbesondere mit einer Anzeigedauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 1 00 ms, und/oder auditorische Reize oder Geräusche in für einen Menschen hörbaren Frequenzen, insbesondere Abfolgen von Tönen, vorzugsweise mit einer Gesamtdauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 1 00 ms, und/oder visual stimuli, in particular images, in particular with a display duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 1 00 ms, and / or auditory stimuli or sounds in human audible frequencies, in particular sequences of sounds, preferably with a total duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 1 00 ms, and / or
- vibrotaktile Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 1 00 ms, und/oder - Vibrotaktile stimuli on different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 1 00 ms, and / or
elektrische Reize an unterschiedlichen Körperteilen, insbesondere mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 500 ms, und/oder größer als 1 00 ms, und/oder  electrical stimuli to different body parts, in particular with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 500 ms, and / or greater than 1 00 ms, and / or
- die Applikation unterschiedlicher Wörter, insbesondere Namen, bevorzugt mit einer Dauer kürzer als 2000 ms, vorzugsweise kürzer als 1 000 ms, und/oder größer als 100 ms.  - The application of different words, in particular names, preferably with a duration shorter than 2000 ms, preferably shorter than 1 000 ms, and / or greater than 100 ms.
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